Новая форма белков для доставки лекарств: прорыв от исследователей UT
Исследователи из Техасского университета в Остине разработали новую физическую форму белков, которая может кардинально улучшить лечение рака и других заболеваний. Эта стратегия преодолевает ключевые проблемы терапии: безопасную, простую и эффективную доставку лекарств пациентам.
Новая белковая формулировка, созданная в Департаменте химической инженерии Cockrell School of Engineering, предлагает универсальный подход к доставке лекарств.
"Мы считаем, что это открытие новой высококонцентрированной формы белков — кластеров отдельных молекул — является прорывной инновацией, которая может изменить методы борьбы с болезнями", — заявил профессор химической инженерии и член Национальной инженерной академии Кит П. Джонстон.
Исследование под руководством Джонстона, профессора Томаса М. Траскетта и доцента Дженнифер Мейнард было опубликовано онлайн в журнале ACS Nano.
Суть проблемы и решение
Обычно белковые биофармацевтические препараты вводятся внутривенно в низких концентрациях в условиях клиники. Учёные давно пытались создать безопасные высококонцентрированные препараты для самостоятельных инъекций (как инсулин), но этому мешало образование опасных агрегатов и гелей.
Команда из Cockrell School представила новую физическую форму: белки упакованы в высококонцентрированные наноразмерные кластеры, которые можно ввести через иглу. Плотная упаковка предотвращает разворачивание белков и образование опасных агрегатов.
"Эта общая физическая концепция формирования высококонцентрированных, но стабильных белковых дисперсий — новое крупное направление в белковой науке", — отметил Джонстон.
Ход исследований
- В 2004 году Траскетт предсказал, что белковые препараты будут стабильны, если их удастся сформулировать в ультравысоких концентрациях.
- В 2009 году команда создала белковые нанокластеры в воде, регулируя pH (для снижения заряда белка) и добавляя сахар для сближения молекул. При разбавлении или подкожной инъекции мыши кластеры распадаются на отдельные стабильные молекулы с биологической активностью.
- Для улучшения дизайна нанокластеров аспиранты Андреа Миллер и Амея Борванкар совместно с Траскеттом и Джонстоном разработали новую термодинамическую теорию.
- Прорывом стало создание в 2009 году студентом Брайаном Уилсоном прозрачной дисперсии сверхконцентрированного белка, которая позже оказалась состоящей из нанокластеров.
С начала исследований в 2004 году через университетский Офис коммерциализации технологий поданы три патентные заявки.