나노 입자를 위한 이온 역장: 히치하이킹 나노 입자가 면역 시스템을 지나 목표로 미끄러지도록 하는 조정 가능한 코팅

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적혈구 CREDIT에있는 나노 입자의 SEM 이미지 (이미지 제공 : Eden Tanner / Harvard SEAS)

적혈구 CREDIT의 나노 입자 SEM 이미지
(이미지 제공 : Eden Tanner / Harvard SEAS)

요약 :
나노 입자는 유망한 약물 전달 도구로서 신체의 특정 부위에 직접 약물을 투여하고 화학 요법에서 흔히 볼 수있는 끔찍한 부작용을 피할 수있는 능력을 제공합니다.

나노 입자를위한 이온 역장 : 조정 가능한 코팅으로 히치 하이킹 나노 입자가 면역계를지나 표적으로 미끄러질 수 있습니다.

매사추세츠 주 캠브리지 | Posted on 27 월 2020, XNUMX

하지만 문제가 있습니다. 나노 입자는 면역계의 첫 번째 방어선 인 잠재적 침입자를 표시하는 혈청의 단백질을 통과하기 위해 고군분투합니다. 이 때문에 나노 입자의 약 1 %만이 의도 한 목표에 도달합니다.

“아무도 혈청 단백질의 분노를 피할 수 없습니다.”Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS)의 생물 공학 박사 후 연구원 인 Eden Tanner는 말했습니다.

이제 Tanner와 Hiller 생명 공학 교수 인 Samir Mitragotri와 SEAS의 생물학적 영감 공학 교수 인 Hansjorg Wyss가 이끄는 연구팀은 단백질이 나노 입자에 결합하고 태그를 지정하는 것을 방지하는 이온 역장을 개발했습니다.

마우스 실험에서 이온 성 액체로 코팅 된 나노 입자는 코팅되지 않은 입자보다 체내에서 훨씬 더 오래 살아남 았으며 놀랍게도 나노 입자의 50 %가 폐에 도달했습니다. 이온 성 액체가 혈류의 나노 입자를 보호하기 위해 사용 된 것은 이번이 처음입니다.

"이 코팅이 나노 입자가 혈청 단백질을 지나쳐서 적혈구를 밟을 수 있다는 사실은 정말 놀랍습니다. 일단 면역 체계와 효과적으로 싸울 수있게되면 많은 기회가 열리기 때문입니다."라고 Mitragotri는 말했습니다. Harvard Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering의 핵심 교수진

이 연구는 Science Advances에 게재되었습니다.

본질적으로 액체 염인 이온 성 액체는 전하를 유지할 수있는 고도로 조정 가능한 물질입니다.

“우리는 혈청 단백질이 입자 표면에 부착되어 혈류에서 나노 입자를 제거한다는 것을 알고 있었고 특정 이온 성 액체가 단백질을 안정화하거나 불안정하게 할 수 있다는 것을 알고있었습니다.”라고 현재 화학 및 생화학 조교수 인 Tanner는 말했습니다. 미시시피 대학교. "문제는 이온 성 액체의 특성을 활용하여 나노 입자가 보이지 않는 단백질을 지나가도록 할 수 있는가입니다."

“이온 성 액체의 좋은 점은 화학에 대한 작은 변화가 그 성질에 큰 변화를 가져온다는 것입니다. "하나의 탄소 결합을 변경함으로써 단백질을 끌어 당기는 지 또는 밀어 내는지 여부를 변경할 수 있습니다."

Hamadani는 현재 University of Mississippi의 Tanner 실험실에서 대학원생입니다.

연구진은 나노 입자에 혈청 단백질을 싫어하는 이온 성 액체 콜린 헥 세노 에이트를 코팅했습니다. 체내에 들어가면이 이온-액체 코팅 된 나노 입자는 자발적으로 적혈구 표면에 부착되어 폐의 조밀 한 모세 혈관 시스템에 도달 할 때까지 순환하는 것처럼 보였습니다.

"이 히치 하이킹 현상은 정말 예상치 못한 발견이었습니다."Mitragotri가 말했습니다. “이전의 히치 하이킹 방법은 나노 입자가 적혈구에 부착하기 위해 특별한 치료를 필요로했으며, 그 후에도 약 50 시간 동안 만 목표 위치에 머물 렀습니다. 여기서 우리는 주입 된 선량의 24 %가 XNUMX 시간 후에도 여전히 폐에 남아 있음을 보여주었습니다.”

연구팀은 이러한 입자가 폐 조직으로 이동하는 이유를 설명하는 정확한 메커니즘을 여전히 이해해야하지만이 연구는 시스템이 얼마나 정밀 할 수 있는지를 보여줍니다.

미시시피 대학의 연구실에서 연구를 계속할 계획 인 Tanner는“이것은 모듈 식 기술입니다. “표면 변화가있는 모든 나노 입자는 이온 성 액체로 코팅 될 수 있으며 다른 특성을 갖도록 조정할 수있는 수백만 개의 이온 성 액체가 있습니다. 나노 입자와 액체를 조정하여 신체의 특정 위치를 겨냥 할 수 있습니다.”

Mitragotri는“현장으로서 우리는 면역 체계와 싸우고 필요한 곳에 약물을 공급하기 위해 가능한 한 많은 도구가 필요합니다. "이온 액체는 그 분야에서 가장 최근의 도구입니다."

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이 연구는 Morgan J. Goetz가 공동 저술했습니다.

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연락처 :
레아 버로우스

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