فن آوری های جدید به وعده انقلابی زمينه نانوپزشکی

محققان از موسسه مسکو فیزیک و فناوری و همکاران خود را از Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry Prokhorov فیزیک عمومی موسسه آکادمی علوم روسیه باید توسعه فن آوری دستیابی به موفقیت برای حل مشکل اصلی که مانع معرفی رمان مواد مخدر به عمل بالینی برای چند دهه. راه حل جدید افزایش گردش خون برای تقریبا هر زمينه نانوپزشکی تقویت درمانی آن بهره وری. روسیه محققان مطالعه منتشر شده در طبیعت مهندسي و برجسته در مجله اخبار و دیدگاه های بخش.

توسعه پزشکی شیمی از اواخر قرن 19 منجر به انتقال از طب سنتی به مواد مخدر با شدت تعریف فرمول شیمیایی. با وجود اینکه برخی از 150 سال این پارادایم هنوز زمینه اکثریت مطلق مدرن داروها. خود را فعال مولکولها تمایل به انجام یک تابع ساده: فعال یا غیر فعال کردن یک گیرنده خاص.

اما از آنجا که 1970s آزمایشگاه های بسیاری شده اند به دنبال نسل بعدی مواد مخدر است که پیاده سازی های متعدد اقدامات پیچیده به طور همزمان. برای مثال شناسایی سلول های سرطانی از طریق طیف وسیعی از نشانه های بیوشیمیایی سیگنال به محل تومور به پزشک و پس از آن نابود کردن تمام سلول های بدخیم از طریق سموم و گرمایش.

پس از یک مولکول قادر به انجام تمام این توابع بزرگتر supramolecular ساختار یا یک نانوذره مورد استفاده قرار گیرد.

اما با وجود انواع زیادی از نانومواد توسعه یافته به تاریخ تنها ساده ترین آنهایی که با شدت توابع خاص را ساخته اند آن را به عمل بالینی. مشکل اصلی در استفاده درمانی نانوذرات را با بهره وری از سیستم ایمنی بدن ما. بیش از هزاران سال تکامل کامل است انسان توانایی بدن را برای از بین بردن nanosized خارجی اشخاص از ویروس ها به ذرات دود.

هنگامی که تجویز منطقی ترین های مصنوعی نانو پاک شده از خون توسط سیستم ایمنی بدن در صرف چند دقیقه یا حتی ثانیه است. این بدان معناست که مهم نیست که چقدر پیچیده از مواد مخدر هستند و اکثریت دوز نمی خواهد حتی یک شانس برای در تماس با این هدف اما بر بافت های سالم معمولا در یک سمی راه است.

در مقاله اخیر یک تیم از روسیه و محققان به رهبری ماکسیم Nikitin که سر Nanobiotechnology آزمایشگاه در MIPT پیشنهاد پیشگامانه جهانی فن آوری است که به طور قابل توجهی افزایش گردش خون و افزایش درمانی بهره وری متنوع nanoagents بدون نیاز به خود را اصلاح.

این تکنولوژی سوء استفاده از این واقعیت است که سیستم ایمنی بدن به طور مداوم از بین می برد قدیمی "منقضی شده" سلول های قرمز خون -- در حدود 1 ٪ در هر روز در انسان-از خون. "ما فرض است که اگر ما کمی تشدید این روند طبیعی ما می تواند ترفند سیستم ایمنی بدن است. در حالی که آن را می شود مشغول پاکسازی سلول های قرمز خون کمتر توجه به ترخیص کالا از درمانی نانوذرات. از همه مهمتر, ما می خواستیم برای منحرف کردن سیستم ایمنی بدن در ملایم ترین راه ایده آل از طریق ذاتی بدن مکانیسم های به جای مواد مصنوعی," ماکسیم Nikitin گفت.

این تیم در بر داشت یک راه حل ظریف که شامل تزریق موش با سلول های قرمز خون آنتی بادی های خاص. این مولکول های تشکیل اساس پستاندار سیستم ایمنی بدن است. آنها تشخیص اشخاص که نیاز به حذف از بدن در این مورد گلبول های قرمز. این فرضیه اثبات حق و یک دوز از آنتی بادی -- 1.25 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم از وزن بدن -- معلوم شد که بسیار موثر در گسترش گردش خون از نانوذرات ده ها بار. معاوضه شد بسیار متوسط با موش برگزاری نمایشگاه صرف 5 درصد کاهش RBC سطح است که دو بار کمتر از آنچه واجد شرایط به عنوان کم خونی.

محققان دریافتند که رویکرد خود را به نام "cytoblockade" از تک هسته ای phagocyte, سیستم, شد, جهانی قابل استفاده برای تمام نانوذرات. آن را طولانی مدت گردش خون بار برای کوچک نقاط کوانتومی اندازه گیری فقط 8 نانومتر و متوسط در مقیاس 100-ذرات نانومتری و میکرون اندازه آنهایی که به عنوان پیشرفته ترین nanoagents تایید شده برای استفاده در انسان: این پلیمر با پوشش "مخفیکاری" لیپوزوم که خود را پنهان زیر بسیار بی اثر پلی اتیلن گلیکول پوشش برای پنهان کردن از سیستم ایمنی بدن است. در همان زمان cytoblockade نمی کند اختلال در توانایی بدن برای دفع باکتری ها (طبیعی ریز) در خون هر دو در مقادیر کم و در مورد سپسیس.

وجود طیف گسترده ای از نانوذرات برنامه های کاربردی ممکن ساخته شده توسط فن آوری های جدید. در یک سری آزمایش بر روی موش محققان دست به یک بهبود چشمگیر در اصطلاح فعال تحویل nanoagents به سلول.

آن را شامل نانوذرات مجهز به ویژه مولکول به رسمیت شناختن هدف قرار دادن سلول های. به عنوان مثال می توان با استفاده از آنتی بادی علیه گيرنده CD4 که شناسایی سلول های T. تحویل مواد مخدر به این سلول ها خواهد بود مفید برای درمان خود ایمنی و بیماری های دیگر. القای یک cytoblockade در موش منجر به افزایش نانوذرات گردش زمان از حد معمول 3 تا 5 دقیقه به بیش از یک ساعت. بدون cytoblockade فاصله بسیار سریع و بدون اتصال به سلول هدف می تواند به دست آورد اما پس از cytoblockade عوامل نشان داد فوق العاده بالا هدف قرار دادن بهره وری بود که در تاریخ همتراز با که دست در شرایط in vitro. این آزمایش نشان از پتانسیل عظیم از تکنولوژی های جدید نه تنها برای بهبود عملکرد nanosized عوامل اما برای فعال کردن آن قبلا به طور کامل ناکارآمد in vivo.

این تیم در ادامه برای نشان دادن کاربرد فن آوری خود را برای درمان سرطان با cytoblockade را قادر می سازد تا 23 برابر بیشتر کارآمد مغناطیسی هدایت تحویل نانوذرات به تومور (انجیر. 1). این روش تحویل با بهره گیری از یک میدان مغناطیسی برای راهنمای تمرکز و حفظ مغناطیسی عوامل درون یک تومور به کاهش سمیت سیستمیک. از جمله تحویل در دسترس است برای نانوذرات اما نه مولکول. مطالعه گزارش های موثر در درمان ملانوم با استفاده از لیپوزوم های حاوی مگنتیت و شیمی درمانی, داروی دوکسوروبیسین است که به طور کامل بی اثر و بدون استفاده از آنتی بادی ها به سلول های قرمز خون. بهبود مغناطیسی تحویل داده شد برای پنج نوع تومور از طبیعت های مختلف از جمله ملانوم و سرطان پستان.

"ما از مشاهده بهبود nanoagent تحویل با هر نوع از سرطان است که ما زد آزمایش برای. این است که به ویژه مهم است که روش کار کرده در انسان سلول های تومور معرفی به موش ها" اظهار نظر مطالعه همکاری نویسنده ایوان Zelepukin یک محقق در راس Institute of Bioorganic Chemistry MIPT.

قابل توجه تکنولوژی جدید فعال درمانی بهبود به صورت تجاری در دسترس ليپوزومی عامل تایید شده برای استفاده در انسان است. این به این معنی است که cytoblockade نه تنها باز کردن درمانی جدید فرصت بلکه افزایش آنهایی که موجود در حال حاضر است.

نویسندگان این مقاله ذکر است که افزایش عملکرد نانوذرات از نزدیک در ارتباط با طولانی شدن گردش خون در زمان. که همبستگی می توان با استفاده از یک بسیار حساس روش ذرات مغناطیسی کمی توسعه یافته توسط تیم. آن را قادر می سازد تشخیص سینتیک ذرات حذف از خون در یک راه غیر تهاجمی-است که بدون نقشه کشی خون.

"این روش را بیشتر از ما اجازه می دهد برای ایجاد زمان واقعی اندازه گیری ذرات محتوا در خون است. آن را فعال کنید کل مطالعه به دلیل آن را نداشته اند ممکن است برای اندازه گیری چنین تعداد زیادی از نانوذرات جنبشی پروفیل با استفاده از هر موجود دیگر روش در مدت زمان معقول" گفت: Petr Nikitin یک از نویسندگان این مطالعه و سر از Biophotonics آزمایشگاه در فیزیک عمومی موسسه RAS.

به تازگی توسعه یافته تکنولوژی به خصوص امیدوار کننده از نظر ترجمه برای استفاده بالینی به دلیل anti-D آنتی بادی است که با اتصال به RhD-مثبت سلول های قرمز خون شده اند مورد تایید برای درمان ترومبوسیتوپنی ایمنی بدن و پیشگیری از rhesus بیماری است. بنابراین ارزیابی فن آوری های جدید در انسان می تواند در آینده نزدیک با استفاده از در حال حاضر مورد تایید داروها.

"شکی وجود ندارد که این عمل ترکیبی از nanomedicines با موجود anti-D و یا بهبود یافته ضد RBC آنتی بادی از نسل بعدی باید با بررسی دقیق بالینی آزمون. اما ما احساس می کنیم بسیار خوش بینانه در مورد این فناوری و کاربردهای آن در بیماری های شدید است که نیاز به هدفمند مواد مخدر از جمله سرطان" ماکسیم Nikitin اضافه شده است. "در حال حاضر که این مجتمع در هفت سال مطالعه منتشر شده است ما را هر تلاش برای ترجمه آن به عمل بالینی. به همین دلیل ما به دنبال همکاران و فعال همکاران علاقه مند به پیوستن به این تیم است."

از آنجا که cytoblockade تکنولوژی جهانی در شرایط سازگار nanoagents و نیازی نیست که خود را اصلاح و آن را دارای پتانسیل برای تبدیل شدن به قابل ملاحظه ای پربار تر از PEGylation که توسعه یافته در دهه 70 و پس از عروج به یک صنعت چند میلیارد دلاری از "طولانی مدت گردش" مواد مخدر, با ده ها تن از نظر بالینی مورد تایید داروها.

نویسندگان بر این باورند که پیشنهاد تکنولوژی ممکن است باز کردن درب به صورت in vivo با استفاده از پیشرفته ترین nanoagents با تمرکز اصلی بر روی عملکرد و نه از خفا ، رمان پزشکی نانومواد ساخته شده با توجه به پیشرفته ترین ایده ها در علم مواد ممکن است بلافاصله به معرفی زندگی علمی پژوهشی در in vivo و پس از آن به سرعت در حال کامل برای استفاده بالینی.

###