我国高校研发能够精准识别血栓的纳米递药机器
记者从南京邮电大学获悉,该校科研团队研发出一种DNA纳米机器,可自动发现血管内血栓,实现精准给药。相关研究论文近日在线发表在国际学术期刊《自然·材料》上,有望为治疗心肌梗死、中风等疾病提供新方案。
据论文共同通讯作者、南京邮电大学王连辉教授介绍,血栓是心梗、脑卒中等急性疾病的罪魁祸首,临床上通常使用溶栓药物。这种药物会激活人体内的纤溶酶,这种酶可以溶解血栓的主要成分纤维蛋白。
“但溶栓药物是一把双刃剑,使用不当会有危险。”王连辉告诉记者,人体血管受损后,纤维蛋白会形成凝块修复伤口。如果药物使用不当,过多的纤溶酶会无差别地溶解这些正常部位的纤维蛋白,导致凝血功能异常,甚至严重的伤口暴露和出血。
有没有办法让药物只对血栓有效?论文共同通讯作者、南京邮电大学晁杰教授介绍,为了实现这一目标,该团队历时近7年设计了一种能够自动识别血管内血栓的纳米给药机。
研究人员首先利用DNA折纸技术构建了一个长90纳米、宽60纳米的矩形片,然后将溶栓药物分子放在矩形片上。随后,研究人员利用DNA三链结构设计了一种门控开关,该开关将矩形片卷成纳米管以保护药物。
“门控开关是纳米机器的核心。“根据燕杰的说法,门控开关具有凝血酶适体,可以自动跟踪凝血酶。由于血栓附近的凝血酶浓度高,而伤口凝块附近的凝血酶浓度低,纳米机器可以根据浓度判断是血栓还是伤口。如果浓度高,打开纳米管并释放溶栓药物。
论文共同通讯作者、南京邮电大学高宇副教授告诉记者,小动物模型实验结果显示,与传统给药方式相比,纳米机器对脑卒中和肺栓塞的溶栓效率分别提高了3.7倍和2.1倍,凝血功能异常的发生率也显著降低。
王连辉说,这种DNA纳米机器由人体碱基组成,可在人体内降解代谢,具有良好的生物相容性。未来五年,研究团队计划利用大型动物模型进一步评估纳米机器的实用性和安全性,探索大规模生产工艺,推动研究成果早日应用于临床,造福更多患者。