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研究人员认为,金纳米粒子可能会为曾经很有前景的候选药物注入新的活力,特别是针对一种旨在阻止 HIV(人类免疫缺陷病毒)传播的化合物,该化合物由于副作用而被搁置。 该化合物 TAK-779 最早由研究人员于 1996 年提出,并被证明能有效阻止病毒侵入人体免疫系统。 但由于接受者在注射部位出现严重刺激,且口服剂量无效,该化合物于 2005 年被放弃。
研究人员多年来已经知道,该化合物中的铵盐分子引发了不良反应。 但他们找不到能够发挥其功能的良性替代品,即能够将药物与 T 细胞(对抗包括 HIV 在内的感染的白细胞)结合。
鉴于 TAK-779 的成功,北卡罗来纳州立大学罗利分校的化学助理教授 克里斯蒂安·梅兰德 表示,科学家们继续寻找替代品,他们可能最终找到了。
梅兰德及其同事,北卡罗来纳大学教堂山分校的传染病学教授 大卫·马戈利斯,以及科罗拉多大学博尔德分校的分析和材料化学副教授 丹尼尔·费尔德海姆,在美国化学学会杂志的在线版上报告称,金纳米粒子可能是答案。
科学家们已经证实,包括金和银在内的微小粒子可以帮助在实验室测试中将化合物从一个地方运送到另一个地方。麻省理工学院 (M.I.T.) 的工程师自 2004 年以来一直在研究金纳米粒子(涂有交替的两类分子带)在穿透细胞周围的保护膜而不损坏它们的潜力。
但是,麻省理工学院的科学家们只是将纳米粒子用作辅助药物递送的媒介,而梅兰德和他的团队希望纳米粒子也成为药物本身不可或缺的一部分。 梅兰德说,关键是要确定金纳米粒子是否会像铵盐一样,附着在 T 细胞外部的受体(嵌入细胞膜中的蛋白质分子)上,以保护它们免受 HIV 的侵害。
“看起来你可以取一个粒子,并用可以与受体结合以阻断它的物质来装饰它,”他说。 “金是无毒的,并且有大量的文献表明如何将分子放在金粒子上。”
研究人员在实验室测试中发现,将 12 个 TAK-779 分子(经过修饰以排除铵盐分子)连接到一个金纳米粒子上,恢复了该药物预防 HIV 感染的能力。 “这是一个概念验证,表明这将是有效的,”两年前开始该项目的梅兰德说。
金粒子的尺寸——直径为 2 纳米(十亿分之二米)——与它们试图阻断的 HIV 蛋白质的尺寸相当。 罗切斯特大学医学与牙科学院生物化学和生物物理学副教授 约瑟夫·韦德金德 说,这应该使它们非常适合阻止病毒蛋白质与关键受体接触。
问题在于,HIV 针对 T 细胞上不同的受体——而研究人员只在其中一种受体上测试了他们的化合物。 另一个潜在的障碍是 HIV 的突变能力,从而随着时间的推移对治疗产生耐药性,梅兰德说。
他指出,下一步将是对 HIV 是否会发生变化进行长期研究,最终使新化合物失效。 梅兰德和他的同事也在探索金纳米粒子是否可以用于将抗 HIV 药物直接输送到人脑,已知 HIV 会在那里隐藏、复制和变异。 “很多药物都无法进入大脑,”他说,“即使病毒可以。”