2022-04-21 15:10

稳定性改善的纳米结构用于开发更有效的癌症纳米药物

Nanostructures with improved stability for the development of more effective cancer nanomedicine

数千年来,DNA在存储每个细胞的遗传信息方面发挥着核心作用,它由四种不同的构建块组成的特定序列的链组成。这些DNA链在每次细胞分裂时被细胞以一种极其协调的方式复制,但令人惊讶的是,这种复杂的机制是由非常简单的规则控制的。

近年来,人们发现利用这些简单的规则不仅可以在基因工程的背景下,而且可以通过设计DNA链来构建有用的DNA纳米结构。这些DNA纳米结构已经被证明具有许多有用的生物医学功能,例如能够将抗癌药物运送到体内需要它们的确切位置。这可以增广州捐卵加药物的效果,并提供比传统的癌症治疗更少的副作用。

DNA纳米结构也越来越多地用作结合和组装生物分子的工具,形成多功能结构。其中一种DNA纳米结构形成了一个四端分支结构,称为四路连接(4WJ),这也是自然发现的。

例如,波士顿的哈佛医学院利用这些专门设计的4WJ结构,成功地结合和收集了各种抗体,这些抗体结合在一起,确保T细胞更强烈地攻击具有侵略性的癌细胞,从而杀死肿瘤。

用人工积木增强DNA纳米结构

奥胡斯大学(Aarhus University)多功能生物分子药物设计中心(CEMBID)的研究人员也在努力寻找连接不同药物的新方法,以实现更有效的作用机制。由Kurt Gothelf教授领导的研究小组刚刚在《Angewandte Chemie Int》杂志上发表了一篇文章。编辑与结果涉及上述4WJ结构,但在一个改进版本。这项工作是与Jørgen kems和Ken Howard团队合作完成的,他们也是CEMBID的一部分。

不可否认,这些DNA纳米结构(4WJ)是聪明的,但DNA结构有一个缺点,即DNA实际上是一种生物可降解聚合物。这意味着这些结构在血液中分解的速度比预想的要快。此外,这些结构可以非常大,以至于它们本身就可以激活免疫系统。为了使这些结构用于诊断或医学,至关重要的是,这些结构非常稳定,无毒,而且本身不会引发患者的免疫反应。

Anders Märcher是Kurt Gothelf研究小组的博士后,也是CEMBID的一部分,他和他的研究同事们现在发现了一种增加这些纳米结构稳定性的方法。他们通过使用人工和改性的小链寡核苷酸来形成纳米结构,从而实现了这一目标。人工寡核苷酸Märcher等被称为无环l -苏氨酸核酸(aTNA),其工作方式与DNA的天然构建块相同。在这里,天然构建块中的糖分子(脱氧核糖)被人工糖分子(无环l -苏糖醇)取代,这加强了整体结构。

阳性结果表明,含有人工构建块aTNA的4WJ结构非常稳定,在血液中不降解,对细胞无毒,不引发非特异性免疫反应。当研究人员将一种特定类型的生物分子(已知能与高特异性乳腺癌细胞中的生物标志物结合)与新的4WJ结构结合时,结果表明,4WJ结构可能证明能有效地将抗癌药物导向所需的细胞。此外,通过对新的4WJ结构进行进一步修饰,他们可以延长其在血液中的寿命,从而也可以延长与DNA纳米结构相结合的药物的作用。

研究人员设想,他们用人工积木构建的4WJ结构既可以作为工具,将药物运送到患者体内正确的位置。此外,他们认为它可以作为一种有价值的研究工具。例如,研究人员设想,癌症降解生物分子的不同组合的效果可以被更快更有效地筛选,这样就可以更快地找到最有效的癌症治疗方法。