미래의 약 : 나노 입자

나노 입자에 의해 전달되는 약물은 암을 포함한 많은 질병의 표적 치료를 약속합니다. 그러나, 입자는 환자에게 주사되어야하고, 이는 지금까지 그 유용성이 제한되어있다.

현재 MIT와 Brigham and Women 's Hospital (BWH)의 연구자들은 소화관을 통해 경구로 전달되고 흡수 될 수있는 새로운 유형의 나노 입자를 개발하여 환자가 주사를받는 대신 약을 복용 할 수있게했다.

과학 번역 의학 의 11 월 27 일 온라인 판에 게재 된 논문에서, 연구자들은 입자를 사용하여 마우스에서 인슐린의 경구 전달을 입증했지만 입자는 캡슐에 넣을 수있는 모든 종류의 약물을 운반하는 데 사용될 수 있다고 말했다. 나노 입자. 새로운 나노 입자는 장을 정렬하는 세포 표면에서 발견 된 수용체를 잠금 해제하는 열쇠로서 작용하는 항체로 코팅되어, 나노 입자가 장 벽을 뚫고 혈류로 들어갈 수있게한다.

이러한 유형의 약물 전달은 고 콜레스테롤 또는 관절염과 같은 상태에 대한 새로운 치료법 개발에 특히 유용 할 수 있습니다. 이러한 질병을 가진 환자는 의사의 진료소를 자주 방문하여 나노 입자 주사를받는 것보다 정기적으로 약을 복용 할 가능성이 훨씬 높다고 연구원들은 말했다.

MIT의 Koch 통합 연구소의 멤버 인 MIT의 David H. Koch Institute 교수 인 Robert Langer는“환자가 환자이고 선택의 여지가 있다면, 의문의 여지가 없습니다. 환자는 항상 구두로 복용 할 수있는 약물을 선호 할 것입니다. 암 연구 및 과학 번역 의학 논문 의 저자 .

이 논문의 주요 저자는 전 MIT 대학원생 인 Eric Pridgen과 전 BWH 박사 후 Frank Frank이며, 수석 저자는 BWH의 Nanomedicine and Biomaterials 연구소 소장 인 Omid Farokhzad입니다. 다른 저자로는 BWH의 위장병 전문의 인 Timothy Kuo가 있습니다. 전 BWH 포스트 독인 Etgar Levy-Nissenbaum; MIT 기계 공학 부교수 인 Rohit Karnik; 그리고 BWH의 생명 의학 연구소 공동 책임자 인 Richard Blumberg.

더 이상 주사하지

선택된 유전자를 끌 수있는 화학 요법 약물 또는 짧은 간섭 RNA를 운반하는 몇 가지 유형의 나노 입자 가 현재 암과 다른 질병을 치료하기위한 임상 시험에 있습니다. 이 입자들은 종양과 다른 병든 조직이 새는 혈관으로 둘러싸여 있다는 사실을 이용합니다. 입자가 환자에게 정맥으로 주사 된 후, 누출 된 혈관을 통해 침투하여 종양 부위에서 페이로드를 방출합니다.

나노 입자를 경구로 섭취하기 위해서는 장 내막을 통과 할 수 있어야하는데, 이는 상피 세포층으로 구성되어 밀접한 접합이라고 불리는 불 침투성 장벽을 형성합니다.

“핵심 도전은 나노 입자가이 세포 장벽을 통과하게하는 방법이다. 세포가 장벽을 형성하기를 원할 때마다, 벽돌이 세포이고 모르타르가 부착물 인 벽돌 벽과 유사하게 세포에서 세포로 이러한 부착물을 만들며, 그 벽을 관통 할 수있는 것은 아무것도 없습니다.”Farokhzad는 말합니다.

연구원들은 이전에 단단한 접합을 일시적으로 중단하여 약물을 통과시킴으로써이 벽을 돌파하려고 시도했습니다. 그러나이 접근법은 장벽이 깨지면 유해한 박테리아도 통과 할 수 있기 때문에 원하지 않는 부작용을 일으킬 수 있습니다.

장벽을 선택적으로 뚫을 수있는 나노 입자를 만들기 위해 연구자들은 아기가 어떻게 모유에서 항체를 흡수하여 자신의 면역 방어력을 높이는지를 밝혀낸 이전 연구를 이용했다. 이러한 항체는 FcRN이라는 세포 표면 수용체를 잡아 장 내벽의 세포를 통해 인접한 혈관으로 접근 할 수 있도록합니다.

연구자들은 Fc 단백질 (FcRN 수용체에 결합하는 항체의 일부) 인 Fc 단백질로 나노 입자를 코팅했는데, 이는 성인 장 세포에서도 발견된다. PLA-PEG라는 생체 적합성 폴리머로 만들어진 나노 입자는 그들의 핵심에 인슐린과 같은 큰 약물 페이로드를 운반 할 수 있습니다.

입자가 섭취 된 후, Fc 단백질은 장 내벽의 FcRN으로 올라 와서 진입하여, 나노 입자 전체를 그들과 함께 가져옵니다.

“이것은 거의 모든 것을 포함 할 수있는 나노 입자를 수송하기 위해이 수용체를 사용할 수있는 매우 일반적인 개념을 보여줍니다. 장벽을 가로 지르는 데 어려움이있는 모든 분자는 나노 입자에 적재되어 가로 질러 트래 피킹 될 수 있습니다.”라고 Karnik은 말합니다.

Brown University의 분자 약리학, 생리학 및 생명 공학 교수 인 Edith Mathiowitz는 이러한 유형의 입자가 어떻게 세포에 침투 할 수 있는지에 대한 연구원들의 발견은 구강 나노 입자 전달을 달성하는 핵심 단계라고 말합니다.

연구팀의 일원이 아닌 Mathiowitz는“이러한 입자가 어떻게 운반되는지 이해하기 전에 어떤 전달 시스템도 개발할 수 없습니다.

장벽을 돌파

이 연구에서 연구원들은 생쥐에서 인슐린의 경구 전달을 보여주었습니다. Fc 단백질로 코팅 된 나노 입자는 코팅이없는 동등한 나노 입자보다 혈류에 11 배 더 효율적으로 도달했다. 더욱이, 전달 된 인슐린의 양은 마우스의 혈당 수준을 낮추기에 충분히 컸다.

연구자들은 현재 많은 약물이 뇌에 도달하는 것을 막는 혈액 뇌 장벽과 같은 다른 장벽을 가로 지르는 나노 입자를 설계 할 때 동일한 원리를 적용하기를 희망합니다.

Farokhzad는“장내 점막을 관통 할 수 있다면 다음 번 폐, 점액 장벽, 아마도 태반 장벽에있는 점막을 관통 할 수 있습니다.

그들은 또한 인슐린이나 다른 약물을 사용하여 추가 동물 시험을 준비하기 위해 나노 입자에서 약물 방출을 최적화하기 위해 노력하고 있습니다.