罗伯特·兰格(Robert Langer)着眼于未来药物的靶向给药

罗伯特·兰格(Robert Langer)告诉EarthSky,“You’就像癌症药物进入癌细胞–并没有任何其他细胞在体内。”

M.I.T.的Robert Langer帮助开拓了针对性的药物输送系统。它们是将药物输送到身体特定部位的一种方式–甚至是特定种类的细胞Langer博士使用聚合物构建这些系统–长链分子,例如塑料或橡胶中的分子–他在微观尺度上进行了设计。他与EarthSky交谈’s 贝丝·莱布沃尔关于他的工作以及定向药物输送的未来。此播客节目是“感谢化学”系列的一部分,该系列是与 化学遗产基金会。巴斯夫公司提供了慷慨的赞助支持。 Camille和Henry Dreyfus基金会,杜邦和埃克森美孚公司提供了其他生产支持。

有针对性的药物输送如何使人们受益?

让’有人说得了癌症。您’d像抗癌药一样可以直接到达目标–癌细胞权–并没有任何其他细胞在体内。那将使人们受益,因为这种药物会更加有效。它不会’不会有药物扩散到全身的副作用。

现在,如果您需要服用药物,该药物会遍布全身。那’为什么在很多时候,当我们服用一些药物时,我们会产生副作用,有时会产生不良影响。有时我们会生病。有时我们会头疼。这完全取决于药物。

只要您知道自己要去哪里,就可以使用靶向药物递送。让’s说您想尝试治疗心脏病,并且希望将其送入血管。我们’我也做了一些工作。还有其他疾病–炎性疾病等– but you’d需要正确的体内靶标。

使用原子力显微镜(Wikimedia Commons)记录的单个聚合物链。

您 work with 聚合 drug delivery systems. 什么 are polymers? Why use polymers to bring drugs to a specific part of the body?

当您听到诸如聚酯之类的东西时,它们就是聚合物。塑料是聚合物,橡胶也是聚合物。聚合物用途广泛。因此,您可以使用它们,并且可以将它们制成各种形状和形式,包括纳米粒子。它’他们的多功能性使他们变得很有帮助。

什么是纳米粒子?

纳米颗粒是微小的小颗粒–小于一微米–比头发的宽度小得多。所以他们’非常非常小。但是因为他们’它们很小,但有进入细胞的能力。因此,如果您将毒品放入其中,–如果设计正确–让药物进入您想要的细胞。

您也可以制造非常安全的聚合物,使其成为药物的良好载体。我们’我们经常设计这些聚合物,以使其降解为水,二氧化碳或尿液中非常安全的物质。

这里’这是靶向药物递送如何工作的一个例子。靶向药物递送胶囊(红色)粘在表达A33抗原的癌细胞(蓝色)上,同时避免不表达抗原的细胞(绿色)。 (NPG亚洲材料)

它是如何工作的?聚合物如何帮助开发靶向药物递送系统?

分子水平上的聚合物只是由小得多的分子组成的非常长的分子。什么’它的特别之处在于您可以控制其所有化学性质。例如,您可能要调整聚合物’的降解率。它会快速降解还是缓慢降解?如果你’重新尝试释放药物时,您可以设计聚合物,以便它可以快速或缓慢释放药物。您可能要调节的第三件事是其机械强度。所有这些都可以通过调节聚合物性能来完成。

我们基本上已经找到了设计可以注入人体的纳米粒子的新方法–可以长时间在体内传播–但最终找到了肿瘤或其他疾病状态。他们将毒品带到您想要的地方,而不是您不带的任何地方’不想。或至少它们极大地限制了药物进入您不去的任何地方’t want it.

什么 breakthroughs have occurred 在 recent years to cause a 聚合 drug delivery system to hold so much promise now?

已经取得了许多突破。有些从事材料科学,有些从事生物学。材料科学中的示例是制造所需大小和形状的纳米粒子的新方法。

我知道这项技术有可能直接将药物传递到我们的DNA或RNA。

那’这是我们最大的领域之一’ve looked at –使用这些纳米粒子传递基因或关闭基因的物质。打开基因或关闭基因。

让我举个例子吧。如果某人患有心脏病,则他们的胆固醇水平可能很高。而且您可以关闭某些基因,使您的胆固醇降低。那’这是我们的一件事’一直在努力。还是让’有人说得了癌症,癌细胞开始侵入其他组织,对患者造成了很大的伤害。我们’正在研究可以防止这种入侵发生的基因。

我们何时才能开始看到有针对性的药物输送系统变得司空见惯且价格合理?你能给我一个时间表吗?

It’很难知道。我个人认为’需要很多年。我不知道’没有时间表,但是任何时候您开发新药都需要很长时间。这种药物必须经过许多安全性试验和人体临床试验。那里’取得了很大的进步,但是’我们前面还有很多工作要做。

聚合物输送系统已经对透皮贴剂产生了巨大影响。他们’re 在 pills. They’在不同的植入物。他们’重新安装支架。所以他们’在很多事情上。

但是有针对性的药物输送是’未来还会更多。他们的临床试验刚刚开始。我认为在未来五到十年’我将看到在临床上使用它们并产生巨大影响的示例。至少我希望如此。

我了解您可以在其他领域(例如农业)中使用这些系统。

是。它’并没有那么多,您就针对农业生产了纳米粒子,但您确实 控释 [使用聚合物]。例如,如果有人向农作物运送农药,他们可能只是将农药从飞机上倾倒了。农药都是一次来的,可能对土地造成不良影响。它可能无法正常运行。如果可以在较长时间内以相对稳定的速度输送农药,那将更好。那’什么是受控释放。它’通常在很长一段时间内以相对稳定的速度交付事物。那’我们和其他人已经制定了一些一般性原则,这些原则正在应用中,例如,在向农作物中运送农药时–以及各种事物。

罗伯特·兰格(NIH)博士

什么’你最重要的事情’d想告诉地球天空’全球受众如何使用类似聚合物的长链类似结构的长链靶向输送系统?

针对性的高分子药物递送系统确实为各种医学治疗提供了新希望。它’一种服用通常可能会扩散到全身并且效果不佳的药物的方法–可能会引起很多副作用–可能会直接到达您想要的位置,例如癌细胞,并在杀死该细胞且没有副作用的方面做得更好。

收听EarthSky的90秒和8分钟播客’在页面顶部,针对目标药物输送系统对Robert Langer博士的访谈。此播客节目是“感谢化学”系列的一部分,该系列是与 化学遗产基金会. 地球天空is a clear voice for science.

感谢化学系列中的更多内容: Nina Fedoroff谈科学应对全球农业挑战

贝丝·莱布沃尔