基因工程納米顆粒將地塞米松直接輸送到發(fā)炎的肺部

加州大學(xué)圣地亞哥分校的納米工程師已經(jīng)開發(fā)出模擬免疫細(xì)胞的納米粒子，這些納米粒子可以靶向肺部炎癥，并將藥物直接輸送到需要的地方。作為概念證明，研究人員將藥物地塞米松填充到納米顆粒中，并將它們給藥于肺組織發(fā)炎的小鼠。在給予納米顆粒的小鼠中，炎癥在標(biāo)準(zhǔn)遞送方法沒有任何功效的藥物濃度下得到了完全治療。

研究人員于 6 月 16 日在《科學(xué)進(jìn)展》上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。

這些納米顆粒的特別之處在于它們被包裹在經(jīng)過(guò)基因工程改造的細(xì)胞膜中，以尋找并與發(fā)炎的肺細(xì)胞結(jié)合。它們是加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程教授張良芳的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的所謂細(xì)胞膜涂層納米顆粒系列中的最新產(chǎn)品。他的實(shí)驗(yàn)室以前曾使用細(xì)胞膜包被的納米粒子來(lái)吸收 MRSA 產(chǎn)生的毒素;治療敗血癥;并訓(xùn)練免疫系統(tǒng)對(duì)抗癌癥。但是，雖然這些以前的細(xì)胞膜自然來(lái)自人體細(xì)胞，但用于包裹這種填充地塞米松的納米顆粒的細(xì)胞膜卻不是。

“在這篇論文中，我們?cè)谑占?xì)胞膜之前使用了一種基因工程方法來(lái)編輯細(xì)胞上的表面蛋白質(zhì)。這使我們能夠精確地在細(xì)胞膜上過(guò)度表達(dá)某些功能性蛋白質(zhì)或敲除一些不需要的蛋白質(zhì)，從而顯著提高了我們的技術(shù)，”說(shuō)張，是該論文的資深作者。

張實(shí)驗(yàn)室的研究生、論文的第一作者 Joon Ho Park 說(shuō)，研究人員注意到，當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)炎時(shí)，它們會(huì)過(guò)度表達(dá)一種名為 VCAM1 的蛋白質(zhì)，其目的是將免疫細(xì)胞吸引到炎癥部位。作為回應(yīng)，免疫細(xì)胞表達(dá)一種稱為 VLA4 的蛋白質(zhì)，它會(huì)尋找并結(jié)合 VCAM1。

“我們?cè)O(shè)計(jì)的細(xì)胞膜可以一直表達(dá)完整版的 VLA4，”Park 說(shuō)。“這些膜不斷過(guò)度表達(dá) VLA4 以尋找 VCAM1 和炎癥部位。這些工程細(xì)胞膜允許納米粒子找到發(fā)炎的部位，然后釋放納米粒子內(nèi)部的藥物來(lái)治療特定的炎癥區(qū)域。”

雖然納米顆粒不會(huì)直接提高藥物的功效——在這種情況下是地塞米松——但將其集中在感興趣的部位可能意味著需要較低的劑量。該研究表明，地塞米松在目標(biāo)部位的積累水平高于標(biāo)準(zhǔn)給藥方法，速度更快。

“我們提供與診所使用的完全相同的藥物，但不同之處在于我們將藥物集中到感興趣的地方，”帕克說(shuō)。“通過(guò)讓這些納米粒子靶向炎癥部位，這意味著大部分藥物將在需要的地方結(jié)束，并且在它積累并發(fā)揮作用之前不會(huì)被身體清除。”

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