新平台解决靶向给药的关键问题

近年来，细胞和基因疗法在治疗癌症、囊性纤维化、糖尿病、心脏病、艾滋病毒/艾滋病和其他难以治疗的疾病方面显示出巨大的前景。但是，由于缺乏将生物疗法输送到体内的有效方法，这为将这些新疗法推向市场构成了主要障碍，并最终成为最需要它们的患者。

现在，西北大学的合成生物学家开发了一种灵活的新平台，解决了这一令人生畏的交付问题。该递送系统模仿病毒使用的自然过程，与靶细胞结合并有效地将药物转移到内部。

这个新平台背后的主力是细胞外囊泡（EV）——所有细胞都已经自然产生的微小的病毒大小的纳米颗粒。在这项新研究中，研究人员使用合成生物学的强大方法来构建DNA“程序”，当插入“生产者”细胞时，这些程序会引导这些细胞自组装具有有用表面特征的定制EV。这些程序还指导细胞生产并用生物药物装载电动汽车。

在概念验证实验中，这些颗粒成功地将生物药物（在这种情况下是敲除HIV使用的受体的CRISPR基因编辑剂）递送至T细胞，而T细胞是出了名的难以靶向。研究人员还假设该系统应该适用于许多药物和许多类型的细胞。

该研究发表在《自然生物医学工程》杂志上。这标志着第一项成功使用电动汽车将货物运送到T细胞的研究。

“基因组学革命改变了我们对许多疾病分子基础的理解，但这些见解并没有产生新药，原因只有一个：我们缺乏将靶向药物输送到身体中需要的特定部位所需的技术，”西北大学的Joshua N. Leonard说，他领导了这项研究。这些共同交付的挑战阻碍了我们。通过提供广泛的递送平台，我们可以消除将新药推向临床试验或上市的巨大风险和成本。我们希望他们能够使用像我们这样的模块化、可重构的平台，而不是每次公司生产新药时都设计新的递送系统，从而加快基因和细胞疗法的开发和评估速度。

作为合成生物学的先驱，伦纳德是西北大学麦考密克工程学院的化学和生物工程教授，也是合成生物学中心（CSB）的重要成员。Leonard与西北大学的创新和新风险投资办公室合作，于2022年推出了Syenex，以帮助解决细胞和基因治疗开发人员的药物递送问题。Syenex 是西北大学新孵化器 Querrey InQbation Lab 的 12 家初创公司之一。多学科团队包括麦考密克化学和生物工程教授、CSB成员Julius Lucks，以及西北大学Feinberg医学院医学（传染病）和微生物学免疫学助理教授Judd Hultquist。

靶向药物递送的前景和挑战

通过替换有缺陷的基因或将健康的新基因或细胞输送到患者体内，基因和细胞疗法有望治疗多种疾病。使用递送载体，基因疗法进入人体，将遗传物质转移到特定细胞中，以治疗或预防疾病。细胞疗法使用类似的方法，但转移完整的细胞，这些细胞通常在给药前在体外进行修饰。

在最成功的案例中，病毒载体（使用病毒衍生的部分但不会引起感染）已成为细胞和基因疗法的递送机制。但这种策略有局限性。免疫系统有时会将病毒部分识别为外来病毒，并在这些载体运送货物之前将其阻断。