据悉,一组科学家们通过纳米凝胶载体将药物直接施用到肥胖小鼠的肝脏,从而降低了副作用的风险,成功逆转了饮食引起的疾病。
研究小组表示,对这种机制的新理解意味着,将药物包裹在纳米凝胶中可能是未来治疗脂肪肝、2型糖尿病和高胆固醇等类似疾病的有效方法。
来自美国马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的生物医学工程师兼化学家S·泰·塔尤马纳万(S. Thai Thayumanavan)说:“要知道,全世界有数亿人患有肥胖症和相关的心脏代谢紊乱。所以,我们对这项工作感到非常兴奋。”
这种纳米凝胶提供了一种合成的甲状腺激素药物,叫做“拟甲状腺素药”。甲状腺激素有助于保持肝脏代谢的平衡,但全身服用促甲状腺药物会降低其有效性,并伴有副作用。
S·泰·塔尤马纳万解释说:“我们意识到,我们需要选择性地将这种药物输送到肝脏,因为如果它流向其他地方,可能会导致并发症。”
S·泰·塔尤马纳万和他的同事利用小鼠模型证实,他们可以将精心开发的带有负电荷(阴离子)表面的纳米凝胶载体定向到肝脏中的细胞,即肝细胞。
S·泰·塔尤马纳万说:“我们想出了一个非常简单的方法,利用我们独特的发明 —— 纳米凝胶,我们可以选择性地指向不同的目标。它们是专门为肝细胞在肝脏中的输送而设计的。”
一种名为“Axitirome”的拟甲状腺素药物被包装成阴离子纳米凝胶(ANGs),每天通过腹腔注射给肥胖小鼠和对照组小鼠,持续5周。在接受治疗前,这些肥胖的老鼠被喂食了24周高脂肪、高糖和高胆固醇的食物。
研究小组表示:“接受治疗的老鼠体重完全减轻了,我们没有看到任何不利的副作用。”
在整个治疗过程中,老鼠保持了他们的饮食,不仅体重恢复正常,胆固醇水平也下降了,有害的肝脏炎症水平也得到了缓解。
研究小组认为:“我们发现,我们正在激活逆向胆固醇运输途径,从而降低胆固醇。我们认为,脂肪氧化的激活和代谢率的增加导致了体重的减轻,但还需要做更多的工作来证明这一点。”
当 ANG 进入肝细胞后,当肝细胞中的环境破坏纳米凝胶中的键时,Axitirome被释放。然后,这种药物与一种有助于调节基因表达的蛋白质结合。
ANG传递的 Axitirome 能够在不引起甲状腺激素水平大范围变化的情况下逆转体重增加,这表明促甲状腺药有望治疗代谢疾病,如肥胖,这是一个主要的公共卫生问题。
给予 Axitirome 的小鼠继续对其持续的高脂糖食物饮食抱有兴趣,研究人员说这是一个值得注意的方面。这与人类使用另一种药物减肥的观察结果相矛盾。
S·泰·塔尤马纳万说:“还有大量的开发工作要在小鼠和人类之间进行,但我们希望它最终能成为一种药物。”
基于他的实验室开发的纳米凝胶技术,S·泰·塔尤马纳万与他人共同创立了一家初创公司 Cyta Therapeutics,其主要目标就是开发创新的输送平台,使正确的药物到达身体的正确位置。
这项研究已经发表在 PNAS Nexus 上。
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