这一切都在于传递——抗体改善了治疗性核酸的纳米颗粒传递

【字体: 时间:2021年10月18日 来源:Pharmaceuticals

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  这一改进的技术平台可用于开发各种疾病的新疗法、分子诊断策略或疫苗。

  
   

Antibody-guided nanoparticle delvery system    

图像:抗体引导的纳米颗粒输送系统

资料来源:贝勒医学院

研究表明,一些核酸,如信使RNA (mRNA)、DNA和相关分子,可以在实验室环境中有效地治疗疾病,这提高了人们的期望,即可能开发出改进的人类治疗方法,以治疗包括癌症、遗传和血管疾病在内的疾病。治疗性核酸(TNA)可以作为工具、药物或疫苗,在遗传水平上治疗、预防或诊断疾病。

“目前,一些TNAs已被批准用于临床应用,临床试验正在进行中,”贝勒医学院(Baylor College of Medicine)外科和分子和细胞生物学教授昌伊·约翰尼·陈(Changyi Johnny Chen)博士说。“然而,进展有限,主要是因为TNAs通常很难在活体组织中有效释放。”

当裸露的核酸进入人体时,它们会遇到一些障碍,限制它们的可用性。例如,它们可能会面临内皮障碍,从而减少它们所需的分布。它们还可能面临快速的酶消化、肝脏滞留、肾脏清除和在“错误”组织中的意外积累。TNAs可以激活免疫系统,并引起严重的副作用。

尽管这些障碍限制了它们的应用,TNAs是治疗各种疾病的有前途的方法。我的实验室感兴趣的是开发策略,通过改善它们的交付来提高它们的安全性和有效性,”陈说。

脂质体是应用最广泛的递送系统之一,人工形成的微小球状脂囊包裹着携带TNAs的水滴。还使用了基于病毒的传播系统。这两种策略都是有用的,但带来了有效性和安全性的挑战。

LGA-PEI纳米颗粒

自2002年他们搬到贝勒后,外科、分子病毒学和微生物学、病理学和免疫学教授姚启智(qi - zhi Cathy Yao)博士的实验室和陈的实验室一直在研究胰腺癌的有效治疗方法。

陈说:“我们之前的研究表明,某些rna,如microRNA-198 (miR-198),一种天然的肿瘤抑制因子,可能在癌症中有临床应用。”“如果他们这样做了,我们就需要一个有效和安全的交付系统,而这在当时是不可能的。”

“多年来,我的实验室一直在开发TNA传递系统,”陈说。“最后,我们设计、合成并表征了一种基于用乳酸-羟基乙酸(LGA)修饰的聚乙烯亚胺(PEI)聚合物的新方法,称为LGA-PEI。”

LGA-PEI聚合物自发形成纳米颗粒,纳米颗粒层包裹着TNAs(如miR-198),保护它们免受酶解并增强细胞摄取。对于癌症来说,增加对载tna纳米颗粒的吸收可以提高抗癌效果。实验室细胞和小鼠模型的实验表明,LGA-PEI纳米颗粒输送TNAs的毒性比以前的纳米颗粒要小。

“我们的结果令人鼓舞,但我们仍想进一步改进我们的递送系统,”陈说。“在这项研究中,我们向LGA-PEI纳米颗粒中添加了抗体或抗体片段,以微调它们对特定癌症的输送。”

抗体提高交付

抗体是由免疫系统产生的蛋白质,它能识别并结合细胞表面的特定标记物。当抗体附着在其他分子或纳米颗粒上时,它们可以介导将抗体传递到具有其他细胞所没有的独特标记的特定癌细胞上,以癌细胞为目标,同时大部分保留正常细胞。

例如,Chen和其他研究人员先前发现,间皮蛋白(MSLN)在包括胰腺癌在内的一些人类癌症中大量表达。然而,MSLN在人体正常组织中表达有限,这使其成为靶向癌症治疗的候选药物。

“在目前的研究中,我们成功地将针对MSLN的片段抗体与我们的LGA-PEI聚合物连接,并使用荧光标签显示在实验室和动物模型中生长的胰腺癌细胞中改进的MSLN靶向转移TNAs,”Chen说。

Chen实验室有兴趣进行研究,以测试这种主动靶向给药系统在抑制肿瘤生长和转移以及与被动靶向给药或其他非靶向给药系统相比,在提高携带肿瘤动物的总体生存率方面的有效性。

改进的纳米颗粒输送系统是一个技术平台,可以扩展到其他类型的癌症或疾病,以开发新的治疗方法、分子诊断策略或疫苗。

DOI

10.3390 / ph14090841


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