A forradalmi technológia javíthatja a nanomedicinák terápiás hatékonyságát
Felülvizsgálat: Emily Henderson, B.Sc., 2020. július 17
A moszkvai Fizikai és Technológiai Intézet kutatói, valamint az Orosz Tudományos Akadémia Shemyakin-Ovchinnikov Bioorganikus Kémiai Intézetének és Prokhorov Általános Fizikai Intézetének munkatársai úttörő technológiát fejlesztettek ki egy olyan kulcsfontosságú probléma megoldására, amely megakadályozta az új technológiák bevezetését. gyógyszerek évtizedek óta a klinikai gyakorlatba. Az új megoldás gyakorlatilag bármely nanomedicina esetében meghosszabbítja a vérkeringést, növelve terápiás hatékonyságát. Orosz kutatók tanulmányát a Biomedical Engineering of Nature című folyóiratban tették közzé, és a folyóirat Hírek és nézetek rovatában szerepelt.
Az orvosi kémia fejlődése a 19. század vége óta a hagyományos orvoslásról a szigorúan meghatározott kémiai képletű gyógyszerekre való áttéréshez vezetett. Annak ellenére, hogy körülbelül 150 éves, ez a paradigma még mindig a modern gyógyszerek abszolút többségének alapja. Aktív molekuláik általában egyszerű funkciót látnak el: aktiválnak vagy deaktiválnak egy bizonyos receptort.
Az 1970-es évek óta azonban számos laboratórium olyan új generációs gyógyszereket keresett, amelyek egyszerre több komplex akciót valósítanának meg. Például azonosítsa a rákos sejteket számos biokémiai nyomon keresztül, jelentse az orvosnak a daganat helyét, majd toxinokkal és hevítéssel pusztítsa el az összes rosszindulatú sejtet.
Mivel egy molekula nem tudja ellátni ezeket a funkciókat, nagyobb szupramolekuláris szerkezetet vagy nanorészecskét kell használni.
Az eddig kifejlesztett nanoanyagok óriási sokfélesége ellenére azonban csak a legegyszerűbbek, nagyon specifikus funkciókkal tették őket klinikai gyakorlatba. A terápiás nanorészecskék alkalmazásának fő problémája immunrendszerünk hihetetlen hatékonyságához kapcsolódik. Az évezredek során az evolúció tökéletesítette az emberi test azon képességét, hogy megszüntesse a nanoméretű idegen entitásokat, a vírusoktól a füstrészecskékig.
Megfelelő adagokban történő beadáskor a legtöbb ember által létrehozott nanorészecskét az immunrendszer percek vagy akár másodpercek alatt eltávolítja a véráramból. Ez azt jelenti, hogy bármennyire is kifinomultak a gyógyszerek, az adag többségének esélye sincs arra, hogy érintkezésbe kerüljön a célponttal, hanem az egészséges szövetekre hat, általában mérgező módon.
Legutóbbi cikkében Maxim Nikitin vezette orosz kutatócsoport, aki a MIPT nanobiotechnológiai laboratóriumát vezeti, forradalmi univerzális technológiát javasolt, amely jelentősen kiterjeszti a vérkeringést és javítja a különféle nanoagensek terápiás hatékonyságát anélkül, hogy módosítást igényelne.
A technológia kihasználja azt a tényt, hogy az immunrendszer folyamatosan eltávolítja a vérből a régi "lejárt" vörösvérsejteket - embereknél napi körülbelül 1% -ot.
Feltételeztük, hogy ha kissé eszkaláljuk ezt a természetes folyamatot, akkor csapdába ejthetjük az immunrendszert. Amint elfoglalt a vörösvértestek eltávolításával, kevesebb figyelmet fordítanak a terápiás nanorészecskék tisztítására. Mindenekelőtt a legkíméletesebben akartuk elterelni az immunrendszer figyelmét, ideális esetben a test veleszületett mechanizmusain keresztül, nem pedig mesterséges anyagokkal. "
Maxim Nikitin, a MIPT nanobiotechnológiai laboratóriumának vezetője
A csapat elegáns megoldással állt elő, amelynek során egereknek vörösvértestekre specifikus antitesteket injektáltak. Ezek olyan molekulák, amelyek az emlős immunrendszerének alapját képezik. Felismerik azokat az entitásokat, amelyeket el kell távolítani a testből, ebben az esetben a vörösvérsejteket. A hipotézis helyesnek bizonyult, és egy kis adag antitest - 1,25 milligramm testtömeg-kilogrammonként - nagyon hatásosnak bizonyult, és több tucatszor meghosszabbította a nanorészecskék véráramlását. A kompromisszum nagyon mérsékelt volt, az egereknél csupán 5% -kal csökkent a vörösvértestek száma, ami fele annyi, mint amit vérszegénységnek nevezünk.
A kutatók megállapították, hogy a mononukleáris fagocita rendszer „citoblokádjának” nevezett megközelítésük univerzálisan alkalmazható minden nanorészecskére. Meghosszabbította a mindössze 8 nanométeres apró kvantumpontok, a 100 nanométeres közepes méretű részecskék és a nagy mikrométerek, valamint az emberek számára engedélyezett legfejlettebb nanoagentek: bevonatos "lopakodó" liposzómák. egy nagyon inert polietilénglikol bevonat az immunrendszer elől. Ugyanakkor a citoblokk nem befolyásolja a test azon képességét, hogy a baktériumokat (természetes mikrorészecskéket) a véráramba taszítsa, mind kis adagokban, mind szepszis esetén.