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DNA納米機(jī)器為血栓精準(zhǔn)給藥“探路”

2024年03月18日08:42 來源:科技日報(bào)

  “由血栓造成的血管阻塞性疾病已經(jīng)成為全球致死率最高的疾病。我們在與臨床醫(yī)生交流時了解到,目前血栓的臨床治療效果并不好。雖然有專門的藥物,但其副作用大,容易造成血管出血。所以我們一直在想,能不能把藥物精準(zhǔn)地送到血栓附近,有的放矢地給藥!蹦暇┼]電大學(xué)教授汪聯(lián)輝近日向記者介紹了一種智能DNA溶栓納米機(jī)器。這種肉眼看不到的納米機(jī)器可以在血管內(nèi)識別血栓的生物標(biāo)志物凝血酶,通過凝血酶濃度的高低,識別出凝血酶究竟是來自血栓還是普通傷口血凝塊,繼而針對血栓給藥。相關(guān)成果近日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·材料》。

  汪聯(lián)輝介紹,溶栓治療是當(dāng)前臨床針對中風(fēng)、心梗、肺栓塞等急性血栓的首選治療方案。以組織纖溶酶原激活劑為代表的溶栓藥物,可激活體內(nèi)的纖溶酶,從而溶解血栓的主要成分纖維蛋白。但溶栓藥物是一把雙刃劍,過度激活的纖溶酶,會無差別溶解纖維蛋白導(dǎo)致機(jī)體凝血功能異常,造成血管出血,例如腦出血。因此,針對血栓的精準(zhǔn)給藥是未來溶栓治療的發(fā)展方向。

  是否可以用DNA納米材料作為載體,把藥物精準(zhǔn)遞送到血栓附近?7年前,汪聯(lián)輝團(tuán)隊(duì)開始研發(fā)DNA溶栓納米機(jī)器。

  在這項(xiàng)研究中,科研人員制作出一片長90納米、寬60納米的DNA矩形納米片,再在納米片上“伸出”一條觸手,固定溶栓藥物分子。

  “隨后把納米片卷成筒,用凝血酶適配體做成DNA納米鎖,將藥物鎖在筒內(nèi),確保藥物在血液循環(huán)時不會失去活性。而要打開納米鎖,就要先精準(zhǔn)識別血栓!蓖袈(lián)輝打了個比方,開納米鎖的“鑰匙”,是一種能夠識別血栓的特定分子——凝血酶。

  “凝血酶在血栓中的濃度是普通傷口血凝塊中的十幾倍。當(dāng)納米筒內(nèi)的凝血酶適配體識別并計(jì)算出凝血酶的濃度達(dá)到血栓的濃度時,就會和凝血酶結(jié)合,從而打開‘納米鎖’,把藥釋放到血栓處。”汪聯(lián)輝解釋,這種方法既可以精準(zhǔn)給藥,又不會造成血管不必要的出血。

  汪聯(lián)輝介紹,目前研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在小鼠和兔子體內(nèi)進(jìn)行過腦血栓、肺血栓、動脈血栓、靜脈血栓的溶栓實(shí)驗(yàn)。相較于臨床溶栓藥物,智能DNA溶栓納米機(jī)器在腦中風(fēng)及肺栓塞的溶栓效率分別提高了3.7倍和2.1倍;完全溶栓劑量相較于組織纖溶酶原激活劑量大幅降低;顯著降低了臨床溶栓藥物導(dǎo)致的凝血異常,將腦中風(fēng)的治療窗口期從癥狀發(fā)生后的3小時延長到6小時,該方式有望提高腦中風(fēng)患者接受溶栓治療并獲益的人數(shù)。

  “由于DNA溶栓納米機(jī)器由人體的堿基構(gòu)成,所以可由人體內(nèi)的酶降解,并經(jīng)肝腎代謝排出體外!蓖袈(lián)輝透露,研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在未來3至5年內(nèi)完成智能DNA溶栓納米機(jī)器在大型動物模型中的藥效及安全性評估,開展DNA溶栓納米機(jī)器的成藥性研究,優(yōu)化規(guī);a(chǎn)工藝。(記者 金 鳳)

(責(zé)編:喬業(yè)瓊、楊迪)