對於科學家來說,開發新藥已經很困難了,但有時僅僅將藥物送到需要發揮作用的地方同樣具有挑戰性。在腦部,這種情況尤其如此,腦血管壁緊密結合,阻止大多數大分子從血液中滲出並進入腦組織。這種血腦屏障是向神經系統疾病提供某些型別治療的巨大障礙,但馬努納特·N·斯瓦米和他在哈佛醫學院免疫疾病研究所的團隊設計了一種巧妙的方法,將藥物偷偷穿過血腦屏障,並直接插入腦細胞中。
一些專門感染神經系統的病毒,如狂犬病和皰疹,都擅長穿透血腦屏障。斯瓦米的研究小組利用了這種能力,用通常在狂犬病病毒表面發現的一種小蛋白質來偽裝藥物。據信,這種蛋白質可以開啟一條穿過血管壁的通道,而與病毒蛋白質連線的藥物分子能夠穿透屏障。一旦進入大腦內部,這種蛋白質還能使藥物進入單個神經細胞,就像病毒感染它們一樣。斯瓦米實驗中使用的治療分子是一種小核酸鏈,被稱為小干擾RNA (siRNA),它可以被定製來靶向特定的基因並抑制其作用,這使得直接輸送到大腦的siRNA成為廣泛用途的多功能工具。
漢斯·布曼斯和他在荷蘭應用科學研究組織的同事們製造的另一種微型特洛伊木馬也可以這樣說。該團隊的“生物開關”由一個生物聚合物籠子組成,它可以保護或隱藏各種物質,直到需要釋放它們。籠子材料和觸發釋放其內容物的觸發器都可以根據具體情況進行定製。
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例如,布曼斯的研究小組創造了一種用於肉類的殺菌塑膠包裝膜,方法是將殺菌酶封裝在交聯澱粉分子的編織籠子中,然後在塑膠上塗上它們。澱粉籠子保持惰性,除非細菌存在並開始吃澱粉,從而降解籠子,直到——驚喜——殺菌酶被釋放。類似的系統可以讓不穩定的食物調味分子保持封裝狀態,直到它們接觸到舌頭上的酶,或者讓味道難聞的營養物質保持密封在籠子裡,直到它們到達腸道中的消化酶。