吸引力很小 研究人员控制纳米颗粒释放的蛋白质 无需封装

所有T工程团队都设计了一种更简单的方法，可以将治疗性蛋白质长时间保存在需要的地方。这一发现是一种潜在的改变游戏规则，用于治疗常常需要多次注射或每日服用药物的慢性疾病或伤害。几十年来，生物医学工程师一直在努力将蛋白质包裹在纳米粒子中以控制它们的释放。现在，由大学教授Molly Shoichet领导的一个研究小组已经证明蛋白质可以在几周甚至几个月内释放，而不会被封装。在这种情况下，研究小组专门研究了中风和脊髓损伤后与组织再生相关的治疗性蛋白质。

“这是一个令人惊讶和意想不到的发现，”共同主要作者Irja Elliott Donaghue博士说，他首次发现治疗性蛋白NT3是一种促进神经细胞生长的因子，当它刚刚混入Jello时会慢慢释放出来。类似物质，也含有纳米粒子。“我们的第一个想法是，'导致这种情况可能会发生什么?'”

蛋白质具有治疗慢性病和不可逆损伤的巨大希望 - 例如，人体生长激素被包裹在这些微小的聚合物颗粒中，并用于治疗发育迟缓的儿童。为了避免重复注射或每日服用药片，研究人员使用复杂的策略将蛋白质传递到其作用部位，并确保它们在足够长的时间内释放以产生有益效果。

长期以来，这一直是基于蛋白质的疗法的主要挑战，特别是因为蛋白质很大并且通常是脆弱的分子。到目前为止，研究人员一直以与小药物分子相同的方式处理蛋白质并将其封装在聚合物纳米颗粒中，通常由称为聚(乳酸 - 共 - 乙醇酸)或PLGA的材料制成。

随着纳米颗粒的分解，药物分子逃逸。蛋白质的过程也是如此; 然而，包封过程本身经常损坏或变性一些包封的蛋白质，使它们无法用于治疗。完全跳过包封意味着更少的变性蛋白质，使得更容易制造和储存的更一致的蛋白质治疗。“从翻译的角度来看，这真的令人兴奋，”Jaclyn Obermeyer说。“具有更简单，更可靠的制造工艺，为临床使用扩大规模带来了更少的并发症。”

三位主要作者Elliott Donoghue，Obermeyer和Malgosia Pakulska博士已经表明，为了获得理想的控释，蛋白质只需要与PLGA纳米粒子并排，而不是在其内部。他们的工作今天发表在Science Advances杂志上。“我们认为这可以加快蛋白质药物进入诊所的道路，”Elliott Donaghue说。

这种无封装控制释放的机制令人惊讶地优雅。Shoichet的研究小组将蛋白质和纳米粒子混合在一种称为水凝胶的Jello样物质中，这种物质在受伤部位注射时会保持局部。带正电的蛋白质和带负电的纳米颗粒自然地粘在一起。随着纳米粒子的分解，它们会使溶液更具酸性，削弱吸引力并让蛋白质脱离。

“我们特别兴奋地通过简单控制蛋白质和聚合物纳米珠之间的静电相互作用来显示长期，受控的蛋白质释放，”Shoichet说。“通过控制溶液的pH值，纳米粒子的大小和数量，我们可以控制生物活性蛋白质的释放。这已经改变并简化了我们在脑和脊柱疾病的临床前模型中追求的蛋白质释放策略。线“。“我们已经学会了如何控制这种简单的现象，”Pakulska说。“我们的下一个问题是，我们是否可以采用相反的方法设计一个类似的释放系统，用于带正电的纳米颗粒和带负电的蛋白质。”