纳米药物递送系统消除了对复杂载体的需求

来自Caruso纳米工程集团的墨尔本大学研究人员团队创建了一种创新的药物递送系统，具有改善药物开发的巨大潜力

该团队开创了一种药物递送系统，该系统是一种仅由金属离子和生物分子组成的配位网络，称为金属-生物分子网络（MBN）。该系统消除了对复杂药物“载体”的需求，使其在一系列应用中可能更有用

该研究已发表在《科学进展》杂志上，由墨尔本桂冠教授、工程与信息技术学院化学工程系NHMRC领导研究员Frank Caruso领导，研究员徐万军博士和林志星博士共同为第一作者

MBN纳米粒子是通过将无毒金属离子（如通过饮食吸收的钙或铁）与膦酸盐生物分子（如DNA，这是生命的基石）结合而形成的。MBN纳米颗粒化学和代谢稳定，具有抗病毒、抗菌、抗真菌、抗炎和抗癌特性

Zhixing博士说，MBN系统最显著的好处之一是可能会提高药物开发的成功率，因为它使用了与人体高度相容的材料，避免了使用可能有毒的药物载体系统

“我们已经创建了功能性金属-有机网络，可以轻松组装生物分子药物，用于生物医学应用，如抗癌或抗病毒治疗、基因递送、免疫疗法、生物传感、生物成像或药物递送，”智星博士说

世界各地的科学家已经开发了大量的药物载体，但其中许多由于引起免疫反应的材料的毒性而失败

“目前，药物开发和批准的挑战意味着，平均每10000种药物化合物中只有大约一种获得市场批准，许多其他化合物因安全问题而失败。载体中任何额外的非功能性成分都可能增加毒性，”万军博士说

该团队必须克服“自由”生物分子货物通常无法到达靶细胞以实现所需生物功能的挑战。在为期两年的项目中，他们能够最大限度地减少使用额外的非功能性组件，并在不影响性能的情况下创建一个更简单的材料系统，具有更大的成功潜力

有各种策略可以确保MBN纳米粒子在所需的位置激活。例如，在酸性癌症环境中，例如在与癌症相关的肿瘤中，肿瘤微环境通常比周围组织酸性更强，工程纳米颗粒可以分解

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Caruso教授表示，MBNs是“可调的”，这意味着它们可以针对各种生物医学应用进行定制，包括尺寸、负载、潜在靶向以及其他可以通过选择不同的生物分子、金属离子和组装条件来设计的特性。Caruso教授说：“它提供了一种模块化的方法来构建具有不同成分的多功能纳米粒子。”

“我们的系统提供了对基本组装机制的见解，并将使我们能够为生物医学和环境科学创建一个生物活性纳米粒子库，其中也存在生物传递障碍。”

该团队下一阶段的研究将侧重于更深入地了解MBN系统，并对其进行试验，以制备用于治疗疾病的先进材料 More information: Wanjun Xu et al, Assembly and biological functions of metal-biomolecule network nanoparticles formed by metal-phosphonate coordination, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ads9542

Journal information: Science Advances