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维斯研究所发起产业合作以帮助脑靶向药物的输送

哈佛大学威斯生物启发工程研究所本周宣布,它正在与多个行业合作伙伴合作,寻找更有效的方法,使药物通过血脑屏障(BBB)治疗脑部疾病。该计划的主要目标将是识别血脑屏障中的转运靶蛋白,并开发与这些靶蛋白结合的抗体化合物,以促进未来的治疗药物向大脑的输送。制药公司Bristol-Myers Squibb Company,美国;卫材公司,日本;H. Lundbeck A/S,丹麦;都同样支持这项研究工作,并将分享该项目的研究结果,以告知自己的药物开发活动。通过马萨诸塞州生命科学中心的新疗法交付项目,该合作最近获得了75万美元的额外支持。

此外,Wyss研究所还与美国细胞信号技术公司(Cell Signaling Technologies, Inc.)合作,研究不同组织中的RNA和蛋白质表达,以确定新的血脑屏障转运靶点,并与Lundbeck和葡萄牙抗体发现公司FairJourney Biologics合作,共同开发抗体化合物,通过在更广泛的项目中确定的已知和新目标,将药物传送到大脑。

这些补充研究协议是由哈佛大学技术发展办公室(OTD)制定的,为Wyss研究所建立了一个独特的合作模式。

对于神经和神经退行性疾病、脑肿瘤和许多其他疾病的治疗,通过血脑屏障传输疗法仍然是一个巨大的挑战。在血脑屏障的脑侧,毛细血管以及与之相联系的非神经元和神经元细胞形成了一个高度选择性的安全系统,允许营养物质和氧气从血液循环进入大脑,以及包括二氧化碳在内的废物从大脑排出。血脑屏障还能积极阻断病原体、神经毒性物质和大多数药物进入大脑,包括小分子、抗体和反义寡核苷酸疗法。平均而言,只有不到1%的药物从血液中进入大脑。这种药物在血脑屏障内运输的不良影响是巨大的。例如,仅在过去十年中,就有200多项针对阿尔茨海默氏症候选药物的临床试验失败,部分原因是血脑屏障的转运不良,导致无法在大脑中达到治疗药物浓度。

这项新颖的竞赛前计划始于维斯研究所脑目标项目首席研究员詹姆斯·戈尔曼(James Gorman)和百时美施贵宝(Bristol-Myers Squibb)神经科学主题研究中心高级副总裁兼负责人理查德·哈格里夫斯(Richard Hargreaves)之间的讨论。“为了更有效地治疗脑部疾病,找到更好的将药物输送到大脑的策略至关重要。”然而,这个问题的复杂性使得单个研究机构或公司很难单独解决。”“我们坚信这种类型的合作,以开发药物开发和交付工具。这项合作为发现将药物输送到大脑的新方法提供了一个令人信服的机会。”

这项合作的目的是鉴定新的穿梭靶蛋白,它们在大脑微血管内皮细胞中高度富集,这些细胞排列在数英里的血脑屏障微血管中,但在其他器官的微血管中相对稀少或不存在。为此,研究人员将采用比较蛋白质组学和转录组学方法,以及生物信息脑传递靶标发现平台。航天飞机目标的识别蛋白质高纯度的BBB,能够穿梭在药品货物关键是提高药物输送到大脑,和避免副作用,药物的损失由于航天飞机的绑定到任何的靶蛋白存在于其他器官。

为了能够更有效地将药物传送到大脑,Wyss研究所已经开发了新的计算方法来收集、分析和整合潜在传输目标的数据。“当我们开始在血脑屏障中寻找新的穿梭靶标,以及与之结合的引人注目的穿梭化合物时,我们发现关于血脑屏障靶标表达的可用人类数据相当有限。为了解决这个问题,我们在Wyss研究所开展了一项多学科的努力,使用创新的收集、生物信息和目标评估方法从人类血脑屏障样本中收集数据,并使用新方法对潜在的目标进行排名。”与Wyss创始主任Donald Ingber一起领导Wyss研究所的大脑瞄准计划,并发起了与Wyss行业伙伴的新合作倡议。

在此次合作中,Wyss研究所的研究人员将利用Wyss研究所的抗体穿梭发现平台,进一步研究从这种数据驱动的方法中出现的靶穿梭蛋白,以挖掘其运输类药物分子的潜力,该平台寻求整合人体体外和人体内模型。Wyss团队正在开发人源化小鼠,在这种小鼠的血脑屏障中穿梭靶蛋白已经被类似的人类蛋白取代。与此同时,他们正在开发人类体外血脑屏障模型,以再现药物传递,其中一些可以在动态流体流动下进行,类似于在体内发现的脑血管系统的条件。通过评估体外和体内模型的相关性,该团队将选择最佳的分析方法来识别和排序能够有效地将药物运送到人脑的穿梭蛋白。

“维斯研究所的跨学科、跨组织的合作模式带来了不同的关键能力,以承担这一极其困难的问题,靶向治疗的大脑。我们的行业合作伙伴在这一具有挑战性的领域贡献了高度宝贵的专业知识,我们的临床合作伙伴提供多种人体组织样本,我们的内部团队提供先进的技术能力和真正独特的生物聚合方法来解决高风险问题。通过这一雄心勃勃的努力,我们希望开发出新的输送方法来帮助治疗目前没有有效疗法的脑部疾病,”Ingber说,他也是哈佛医学院和波士顿儿童医院血管生物学的Judah Folkman教授。哈佛大学约翰保尔森工程与应用科学学院生物工程教授。

另外,Wyss的研究人员将与FairJourney Biologics和Lundbeck的科学家合作,生成针对多个穿梭靶蛋白的具有制药质量的抗体。FairJourney Biologics公司将利用其在发现独特抗体格式方面的专长,开发与该计划的两个高优先级靶蛋白结合的抗体穿梭器。Lundbeck和Wyss研究所将共同开发与第三个高优先目标蛋白结合的抗体穿梭器。通过这些合作,Wyss研究所的目标是产生验证的BBB交付航天飞机,将可从哈佛授权。

来自马萨诸塞生命科学中心(MLSC)的75万美元赠款为这个BBB研究联盟提供了额外的支持。MLSC项目旨在促进马萨诸塞州在工程、生物、化学和医学交叉领域的现有或创新疗法的新技术和技术的发展。

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文章旨在传播新闻信息,原文请查看https://news.harvard.edu/gazette/story/newsplus/wyss-institute-initiates-industry-partnership-to-facilitate-brain-targeted-drug-delivery/