我们许多最难治疗的疾病都有遗传基础:病毒感染、遗传性疾病、癌症。尽管科学家们已经开始设计能够靶向并干扰有问题基因活动的药物，但这些疗法很难有效地传递。很少有人能进入市场。
东北大学的研究人员在化学和化学生物学副教授张珂的带领下，设计了一种药物输送系统，可以确保更多的这种药物，也就是所谓的寡核苷酸，在体内达到预定的目标。研究人员的工作可以使这些治疗更有效，更便宜，并加快这类新药的开发。
单凭寡核苷酸药物，就很容易被肾脏和肝脏从血液中过滤出来。其中一些药物还与血液中的酶相互作用，使其降解。当药物被允许自由漂浮时，其他药物可能会对患者产生毒性作用。
研究人员希望通过将这种药物包装在一种名为聚乙二醇的合成聚合物制成的防御结构中，从而将其隔离开来。
“有了这种复合物，我们可以让药物在血液中循环更长时间，”张说。“这使得它在需要的地方积累，比免费药物本身要好得多。”
东北大学的研究人员张科(音译)和王大理(音译)希望通过将这种药物包装在一种由一种叫做聚乙二醇的合成聚合物制成的防御性结构中，来隔离这种药物。照片由Matthew Modoono/东北大学拍摄聚乙二醇链常被用来修饰药物，但张的修饰结构是独特的:它看起来像一个微型的瓶刷。
寡核苷酸药物附着在中央脊柱上，由大约30个鬃毛状聚乙二醇链保护。猪鬃可以抵御任何酶，而这些酶通常是球状的，但较薄的遗传物质可以在它们之间滑动，与药物相互作用。
“将单链聚乙二醇连接到药物上并不能提供足够的浓度来保护寡聚物免受周围环境的伤害，”张说。“我们的瓶装刷聚合物要有效得多。”
添加的物质也使得复合物太大而不能被肾脏过滤，因此它能够在血液中循环更长时间。注射一小时后，血液中只剩下不到1%的免费药物。张实验室的博士后研究员王大力(音)说，当研究人员用瓶刷结构包装药物时，一半的药物仍在一个小时内循环。王大力是最近一篇详细介绍他们工作的论文的第一作者。
张珂，化学与化学生物学副教授。布鲁克斯·卡纳迪摄影
这种增加的循环使药物有更多的时间到达目标细胞并破坏预期的基因。许多潜在的治疗方法都未能走出实验室，因为药物不能在体内停留足够长的时间，从而无法存活。瓶刷结构可以给这些治疗第二次机会。
研究人员用一种药物测试了他们的输送系统，这种药物旨在对抗小鼠体内的癌症肿瘤。他们发现更多的药物进入肿瘤，而不是进入肝脏和肾脏。
“这是非常令人兴奋的看到，”王说。“它确实抑制了肿瘤的生长速度。”
增加药物在血液中循环的时间还有一个额外的好处:病人需要更少的药物来达到同样的效果。
“有了这种复合物，你可以将药物的剂量降低20倍或更多，”张说，他指的是另一项正在进行的用老鼠做实验的研究。对患者来说，治疗可能更有效、更经济。
但仍有工作要做。研究人员正在研究如何确保更多的药物到达肿瘤，并改善患者的治疗结果。虽然到目前为止，他们一直专注于癌症，但他们打算将工作范围扩大到更广的范围。
“寡核苷酸药物有巨大的前景，”张说。“我们可能会考虑用这些药物治疗任何有遗传基础的疾病。”
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