Robert Langer对未来医学的有针对性的药物交付

Robert Langer告诉Earthsky,“You’d喜欢癌症药物去癌细胞–并且在身体中没有其他细胞。”

M.I.T的Robert Langer。帮助先驱有针对性的药物交付系统。它们是一种让药物到身体的特定部位的方法–甚至一种特定的细胞。 Langer博士使用聚合物构建这些系统–长链的分子如塑料或橡胶中的分子–他以微观规模为何工程师。他与地球谈过了’S Beth Lebwohl关于他的工作,以及有针对性药物交付的未来。这个播客是由于化学系列的一部分,并与之合作 化学遗产基础。 BASF公司提供了慷慨的赞助支持。 Camille和Henry Dreyfus Foundation,Dupont和Exxonmobil提供了额外的生产支持。

有针对性的药物交付如何受益于人们?

让’说某人有癌症。你’d喜欢癌症药物到目标–对癌细胞的权利–并且在身体中没有其他细胞。这将使人们受益,因为药物将更有效。它不会’当药物遍布身体时,T有副作用。

现在,如果你需要服用药物,药物都会遍布身体。那’为什么很多时候,当我们服用一些毒品时,我们得到副作用,有时候效果不佳。有时我们会生病给我们的胃。有时候我们会立刻。这一切都取决于药物。

只要您知道您想要进入身体的位置,您可以使用目标药物交付。让’S表示你想尝试治疗心脏病,你希望它去血管。我们’做了一些工作。还有其他疾病–炎症性疾病等等– but you’D需要在身体中有正确的目标。

使用原子力显微镜(Wikimedia Commons)记录的单个聚合物链。

你 work with 聚合 药物递送系统。什么是聚合物?为什么使用聚合物将药物带到身体的特定部分?

当你听到像聚酯这样的东西时,那些是聚合物。塑料是聚合物,橡胶也是聚合物。聚合物是令人难以置信的通用。所以你可以使用它们,你可以使它们进入各种形状和形式,包括纳米粒子。它’他们的多功能性使他们如此乐于助人。

什么是纳米颗粒?

纳米粒子是微小的小颗粒–小于微米–比人类头发的宽度小得多。所以他们’重新,非常小。但是因为他们’重新进行,他们有能力进入细胞。所以,如果你把毒品放在他们身上,他们可能会–如果你正确地设计它们–让药物进入你想要的细胞。

您还可以制作非常安全的聚合物,以便他们可以成为药物的好运营商。我们’ve经常设计这些聚合物,使它们降低进入水和二氧化碳的东西,或者在尿液中出现的东西非常非常安全。

这里’据有针对性的药物交付方式的一个例子。靶向药物输送胶囊(红色)粘附于表达A33抗原(蓝色)的癌细胞,同时避免不表达抗原(绿色)的细胞。 (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?

分子水平的聚合物只是由更小的分子组成的一个非常长的分子。什么’特别的是,您可以控制其所有化学特性。例如,您可能想要调整聚合物’S降解率。它是否会降低快或慢?如果你’Re试图释放一种药物,您可以设计聚合物,因此它可能会释放出速度或慢的药物。您可能想要规范的第三件事是其机械实力。通过调节聚合物性质,所有这些都可以进行。

我们基本上已经制定了设计纳米颗粒的新方法,你可以注入身体–这可以长时间绕身体行驶–但最终发现肿瘤或其他患病状态。他们将药物拿到你想要的地方,而不是你不在任何地方的地方’想要它。或者至少他们大大限制了你不在任何地方的药物’t want it.

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

有许多突破。有些是材料科学,有些是生物学。材料科学中的例子是制作您想要的大小和形状的纳米粒子的新方法。

我理解这项技术的潜力直接向我们的DNA或RNA提供药物。

那’是我们的大领域之一’ve looked at –使用这些纳米颗粒递送转动基因的基因或物质。转向基因或关闭基因。

让我举个例子。如果有人心脏病,他们可能有高水平的胆固醇。并且有一些基因可以关闭,这将使您具有较少的胆固醇。那’我们的一件事’一直在努力。或者让’S说某人有癌症,癌细胞开始通过其他组织侵入,对患者造成很大的伤害。我们’重新研究可以防止发生侵袭的基因。

我们什么时候开始看到有针对性的药物递送系统变得普通,价格实惠?你能给我时间表吗?

It’很难知道。就个人而言,我觉得它’LL多年来。我不’T有时间线,但随时您开发新药需要很长时间。该药必须经历如此多的安全试验和人体临床试验。那里’正在进行的伟大进展,但在那里’在我们之前也有很多工作。

聚合物递送系统已经在透皮贴片中产生了很大的影响。他们’re in pills. They’在不同的植入物中。他们’在支架中。所以他们’重复很多东西。

但有针对性的药物交付是这样的’更将来更多。刚刚开始的临床试验。我想在未来五到十年里’请参阅临床上使用的示例,并具有很大的影响。至少我希望如此。

我理解你可以在其他字段中使用这些系统,例如农业。

是的。它’不是你对农业的纳米粒子做了很多,但你做了 控制释放 [使用聚合物]。例如,如果有人正在向农作物提供农药,他们可能只会从飞机上倾倒。杀虫剂都立即出现,可能对土地造成不良影响。它也可能不起作用。如果您可以在很长一段时间内以相对稳定的速率递送杀虫剂,那将多。那’s控制释放是什么。它’■在很长一段时间内以相对稳定的速度提供事物。那’我们的一些我们和其他人已经开发出一些一般的原则,这些原则正在应用于递送农药到作物–以及各种各样的事情。

Robert Langer博士(NIH)

什么’是你最重要的事情’d想告诉地球天空’S全球观众关于有针对性的递送系统,使用称为聚合物的长度相似的分子链的递送系统?

针对各种医疗治疗的聚合物药物递送系统非常为各种医学治疗提供新的希望。它’是一种养药可能通常遍布身体的药物,而不是那么好–也许导致很多副作用–说癌细胞,潜在地走向你想要的地方,并在杀死那个细胞并没有副作用时更好地工作。

听取90秒和8分钟的地球播客’在本页顶部的有针对性药物交付系统上的Robert Langer博士采访。这个播客是由于化学系列的一部分,并与之合作 化学遗产基础。 Earthsky是一个明确的科学声音。

更多的是,感谢化学系列: 关于全球农业挑战科学的尼娜联邦多诺德

Beth Lebwohl.