ナノ薬物送達システムは医薬品開発のより安全な時代の到来を告げる

メルボルン大学カルーソナノエンジニアリンググループの研究者チームは、医薬品開発を改善する優れた可能性を秘めた革新的なドラッグデリバリーシステムを開発しました。

研究チームは、金属生体分子ネットワーク（MBN）として知られる、金属イオンと生体分子のみで構成される配位ネットワークであるドラッグデリバリーシステムを開拓した。このシステムは複雑な薬物「キャリア」の必要性を排除し、さまざまな用途でより有用になる可能性があります。

この研究は『Science Advances』誌に掲載されており、工学情報技術学部化学工学科のメルボルン桂冠教授でNHMRCリーダーシップフェローのフランク・カルーソ氏が主導し、研究フェローのWanjun Xu博士とZhixing Lin博士が共同筆頭著者となった。 。

MBN ナノ粒子は、無毒の金属イオン (カルシウムや鉄など、食事から吸収されるものなど) とホスホン酸生体分子 (生命の構成要素である DNA など) を結合させることによって形成されます。 MBN ナノ粒子は化学的および代謝的に安定しており、抗ウイルス、抗菌、抗真菌、抗炎症、抗がん特性を持っています。

Zhixing博士は、MBNシステムの最も重要な利点の1つは、人体との適合性が高い材料を使用し、潜在的に有毒な薬物キャリアシステムの使用を避けるため、医薬品開発の成功率が高まる可能性があることであると述べた。

「私たちは、抗がん剤や抗ウイルス療法、遺伝子送達、免疫療法、バイオセンシング、バイオイメージング、薬物送達などの生物医学用途向けに、生体分子薬剤を簡単に組み立てることができる機能的な金属有機ネットワークを作成しました」とZhixing博士は述べた。

世界中の科学者によって多数の薬物担体が開発されてきましたが、その多くは免疫反応を引き起こす物質の毒性により失敗しています。

「現在、医薬品の開発と承認の課題により、平均して10,000の医薬品化合物のうち約1つしか市場承認に至らず、他の多くは安全性の問題により失敗しています。キャリアに機能しない成分が追加されると、潜在的に増加する可能性があります」毒性がある」とワンジュン博士は語った。

研究チームは、「遊離」生体分子カーゴが標的細胞に到達して必要な生物学的機能を達成できないことが多いという課題を克服する必要がありました。 2 年間のプロジェクトを通じて、彼らは余分な非機能コンポーネントの使用を最小限に抑え、パフォーマンスを損なうことなく、成功の可能性がより高い、よりシンプルな材料システムを作成することができました。

MBN ナノ粒子が必要な場所で確実に活性化されるようにするためのさまざまな戦略があります。例えば、乳がんに関連する腫瘍などの酸性のがん環境では、通常、腫瘍微小環境が周囲の組織よりも酸性であるため、操作されたナノ粒子は分解する可能性がある。

カルーソ教授は、MBNは「調整可能」であると述べた。つまり、サイズ、搭載量、潜在的なターゲティング、さらにはさまざまな生体分子、金属イオン、組み立て条件を選択することで操作できるその他の特性など、さまざまな生物医学用途に合わせてカスタマイズできるということだ。 「これは、多様な組成を持つ多機能ナノ粒子を構築するためのモジュール式アプローチを提供します。」

「私たちのシステムは、基本的な集合メカニズムについての洞察を提供し、生物医学だけでなく、送達に対する生物学的障壁も存在する環境科学のための生物活性ナノ粒子のライブラリーを作成することを可能にします」とカルーソ教授は述べた。

研究チームの次の段階では、MBN システムをより深く理解し、病気の治療を目的とした高度な材料を配合するためにそれを試行することに焦点を当てます。

Xu W、Lin Z、Kim CJ、Wang Z、Wang T、コルテス・ジューゴ C、カルーソ F.
金属-ホスホン酸塩配位によって形成される金属-生体分子ネットワークナノ粒子の集合と生物学的機能。
科学上級2024 12 13;10(50):eads9542。土井： 10.1126/sciadv.ads9542