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研究人員認為,金奈米粒子可能會為曾經很有前景的候選藥物注入新的活力,特別是針對一種旨在阻止 HIV(人類免疫缺陷病毒)傳播的化合物,該化合物由於副作用而被擱置。 該化合物 TAK-779 最早由研究人員於 1996 年提出,並被證明能有效阻止病毒侵入人體免疫系統。 但由於接受者在注射部位出現嚴重刺激,且口服劑量無效,該化合物於 2005 年被放棄。
研究人員多年來已經知道,該化合物中的銨鹽分子引發了不良反應。 但他們找不到能夠發揮其功能的良性替代品,即能夠將藥物與 T 細胞(對抗包括 HIV 在內的感染的白細胞)結合。
鑑於 TAK-779 的成功,北卡羅來納州立大學羅利分校的化學助理教授 克里斯蒂安·梅蘭德 表示,科學家們繼續尋找替代品,他們可能最終找到了。
梅蘭德及其同事,北卡羅來納大學教堂山分校的傳染病學教授 大衛·馬戈利斯,以及科羅拉多大學博爾德分校的分析和材料化學副教授 丹尼爾·費爾德海姆,在美國化學學會雜誌的線上版上報告稱,金奈米粒子可能是答案。
科學家們已經證實,包括金和銀在內的微小粒子可以幫助在實驗室測試中將化合物從一個地方運送到另一個地方。麻省理工學院 (M.I.T.) 的工程師自 2004 年以來一直在研究金奈米粒子(塗有交替的兩類分子帶)在穿透細胞周圍的保護膜而不損壞它們的潛力。
但是,麻省理工學院的科學家們只是將奈米粒子用作輔助藥物遞送的媒介,而梅蘭德和他的團隊希望奈米粒子也成為藥物本身不可或缺的一部分。 梅蘭德說,關鍵是要確定金奈米粒子是否會像銨鹽一樣,附著在 T 細胞外部的受體(嵌入細胞膜中的蛋白質分子)上,以保護它們免受 HIV 的侵害。
“看起來你可以取一個粒子,並用可以與受體結合以阻斷它的物質來裝飾它,”他說。 “金是無毒的,並且有大量的文獻表明如何將分子放在金粒子上。”
研究人員在實驗室測試中發現,將 12 個 TAK-779 分子(經過修飾以排除銨鹽分子)連線到一個金奈米粒子上,恢復了該藥物預防 HIV 感染的能力。 “這是一個概念驗證,表明這將是有效的,”兩年前開始該專案的梅蘭德說。
金粒子的尺寸——直徑為 2 奈米(十億分之二米)——與它們試圖阻斷的 HIV 蛋白質的尺寸相當。 羅切斯特大學醫學與牙科學院生物化學和生物物理學副教授 約瑟夫·韋德金德 說,這應該使它們非常適合阻止病毒蛋白質與關鍵受體接觸。
問題在於,HIV 針對 T 細胞上不同的受體——而研究人員只在其中一種受體上測試了他們的化合物。 另一個潛在的障礙是 HIV 的突變能力,從而隨著時間的推移對治療產生耐藥性,梅蘭德說。
他指出,下一步將是對 HIV 是否會發生變化進行長期研究,最終使新化合物失效。 梅蘭德和他的同事也在探索金奈米粒子是否可以用於將抗 HIV 藥物直接輸送到人腦,已知 HIV 會在那裡隱藏、複製和變異。 “很多藥物都無法進入大腦,”他說,“即使病毒可以。”