威斯康星州麦迪逊 - 无颌寄生鱼可以帮助引导多种脑部疾病的更有效治疗方法，包括癌症，创伤和中风。
治疗癌症和其他大脑疾病的一个主要挑战是确保药物到达目标。威斯康星大学麦迪逊分校和德克萨斯大学奥斯汀分校的生物医学工程师和临床医师组成的团队从寄生海洋七叶树的免疫系统中借用分子，将抗癌药物直接输送到脑肿瘤。
他们今天(2019年5月15日)在Science Advances杂志上发表了他们的研究结果。
与大多数目前使用的药物不同，这些药物针对我们身体器官和组织中单个细胞上或内部的特定特征，来自七鳃鳗的分子瞄准不同的目标 - 细胞外基质，蛋白质和糖的缠结网状物，支持和包围大脑中的所有细胞。
研究人员认为，这些分子可以适应并与其他各种治疗方法相结合，为治疗肿瘤以外的众多脑部疾病提供了希望，例如多发性硬化症，阿尔茨海默病甚至创伤性损伤。
“这组靶向分子似乎与疾病有些不相关，”威斯康星大学麦迪逊分校化学与生物工程教授Eric Shusta说。“我们相信它可以作为跨多种条件的平台技术应用。”
该技术利用了这样一个事实：许多疾病破坏了身体的一种天然防御机制：血脑屏障，它排列中枢神经系统的血管，保护大脑免受潜在的威胁，如循环毒素或病原体。
许多药物 - 包括七鳃鳗衍生的分子 - 在被注入血液时不能到达大脑中的目标，因为血脑屏障通常会阻止大分子离开大脑中的血管。
然而，在诸如脑癌，中风，创伤和多发性硬化症的情况下，屏障在疾病位置内和周围变得渗漏。漏水屏障提供了一个独特的入口点。它将允许基质靶向七鳃鳗分子进入大脑并精确地在目标上传递药物。
“像这样的分子通常无法将货物运送到大脑中，但在血脑屏障被破坏的任何地方，它们都可以将药物运送到病理部位，”Shusta说。
知道脑肿瘤经常导致屏障泄漏，研究人员将七鳃鳗衍生的分子与美国食品和药物管理局批准的化学疗法 - 多柔比星联系起来。这种治疗延长了胶质母细胞瘤小鼠模型的存活率，胶质母细胞瘤是参与者John McCain和Ted Kennedy患难的无法治愈的脑癌。
基质靶向策略意味着可以将各种各样的疗法与七鳃鳗衍生的分子联系起来。它们还可以与在特定脑部暂时打开血脑屏障的技术相结合。并且递送到基质的药物可能累积到比针对细胞内部的药物高得多的治疗剂量。
“与浸泡到海绵中的水相似，与特定的细胞递送相比，七鳃鳗分子可能会在细胞周围的丰富基质中积累更多的药物，”戴尔神经外科医生和神经外科教授的合作者John Kuo说。德克萨斯大学奥斯汀分校医学院。
此外，脑细胞主动抽出许多化学物质 - 这是防止有毒化合物的有用技巧，但却是实现药物有效治疗剂量的主要问题。
瞄准围绕细胞的基质避开了泵送问题。
“这可能是一种将治疗方法固定在大脑中的方法，这种方法在大脑中不能很好地累积，因此它们可以更有效，”Shusta小组的博士后学者Ben Umlauf说道，他分离了七鳃鳗衍生的分子。
Lampreys和人类有相似的免疫系统。但是，它们不是产生抗体来中和威胁(这就是疫苗如何帮助保护我们免受麻疹)，而是产生一种叫做VLR的小型新月形防御分子。为了获得他们的药物传递分子，研究人员用大脑细胞外基质的成分“接种”了lampreys，然后通过成千上万的VLR进行搜索，找到一种特异性地粘附在脑基质上的VLR。
重要的是，在小鼠研究中，七鳃鳗衍生的分子在整个身体中循环而不会在健康的脑组织或其他器官中累积。这种靶向递送在癌症治疗中尤其重要，因为许多疗法由于对健康细胞的不加区别的影响而经常导致衰弱的不良反应。
在未来，研究人员计划将基质靶向分子与其他抗癌药物联系起来，例如激活患者自身免疫系统以摧毁肿瘤的免疫治疗药物。
他们还看到了使用这些分子作为诊断工具的前景，通过将基质粘合剂与探针连接，用PET扫描仪或MRI机器进行高级成像来检测血脑屏障破坏。
而且由于这些分子似乎具有很强的适应性，研究人员推测，如果将大脑中的许多其他药物作为基质，可能会变得更有效。
“我很高兴在不同的疾病模型系统中尝试这种策略，”郭说。“有几种疾病过程破坏了血脑屏障，我们可以设想用这些分子提供各种不同的治疗方法。”
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