Históricamente, una gran cantidad de productos farmacéuticos están cuidadosamente diseñados para el nivel nuclear. La ubicación específica de cada átomo dentro de la molécula del fármaco es un factor importante para determinar qué tan bien funciona y qué tan seguro es. Por ejemplo, en ibuprofeno, una molécula es tan efectiva como el dolor, pero la imagen de la misma molécula está completamente inactiva.
Ahora, los científicos de la Universidad North Occidental y el general de Mass Bergham creen que este control estructural exacto, que se aplica a la medicina tradicional, debería lanzar una nueva clase de nano -medicina fuerte que puede curar algunas de las enfermedades débiles del mundo. Con los nano -medicinos existentes como la vacuna de ARNm, no hay dos partículas igual. Para garantizar que toda la nano -medicina en el mismo lote sean permanentes, y la versión más poderosa, los científicos están desarrollando una nueva estrategia para despejar su estructura.
Con este nivel de control, los científicos pueden arreglar cómo la nano -medicina interactuó con el cuerpo humano. Estos nuevos diseños están llevando a una fuerte vacuna o incluso un tratamiento para el cáncer, enfermedades infecciosas, enfermedades neurodegenerativas y trastornos autoinmunes.
El contexto se publicará en la revista el 25 de abril (viernes) Nature Review Bio Engineering.
“Históricamente, la mayoría de las drogas son moléculas pequeñas”, dijo Chad A. Merkin de North Western, quien armonizó el periódico. “En la molécula pequeña, era muy importante controlar cada átomo y cada enlace dentro de una estructura particular. Si un factor estaba fuera de lugar, podría considerarse ineficaz. Ahora, necesitamos llevar este control estricto a la nano -medicina. Tenemos una gran cantidad de tratamiento para una gran cantidad de cambios de esta manera. Efectivo, más objetivo y eventualmente, más beneficioso para los pacientes”.
La nano -medicina es líder, química del hombre de Merkan George B Rath, Ingeniería Química y Biológica, Ingeniería Médica Biista, Ciencias de Materiales e Ingeniería, y Profesor de Medicina en Northwestern, donde es nombrado para el Colegio de Artes y Ciencias de Veneberg, McCarer y McCarer. También es el director fundador del Instituto Internacional de Nano Tecnología (IIN). Merkan compatible con Milan Mistrakisch, profesor de Henry Weed Rogers, ingeniería biomédica en McCaramak, profesor de química en Vinburg y profesor de biología celular y del desarrollo en Fanberg. Y profesor asociado de medicina en la Facultad de Medicina de Harvard y miembro principal de la facultad del Instituto WYSS en la Universidad de Harvard, Jefe de Nano -Medicina Estructural en el Instituto de Terapia de Jane y Cell en Mass Bergham, Natali Artizi.
Dificultad con ‘Vista de licuador’ para el diseño de vacunas
En el enfoque tradicional del diseño de la vacuna, los investigadores confían principalmente en combinar componentes clave simultáneamente. El cáncer normal consiste en moléculas o moléculas de células tumorales (llamadas antígeno), por ejemplo, la molécula (que se llama adyacente), que estimula el sistema inmune. El antígeno terapéutico y su contiguo se mezclan en un cóctel y luego se inyectan este compuesto en el paciente.
Merkin lo llama “licuador apresco”, en el que los ingredientes son completamente no rentables. Por el contrario, se pueden usar nanomedicinas estructurales para manejar el antígeno y el suplemento. Cuando se forman en Nanoskal, los mismos ingredientes de drogas muestran una mejor utilidad y una reducción de los efectos secundarios que las versiones no estructuradas. Sin embargo, a diferencia de las moléculas pequeñas, estas nano -medicina todavía están equivocadas en la superficie de la molécula.
“No hay dos medicamentos en el medio”, dijo Merkan. “Las vacunas nanosas contienen diferentes lípidos, diferentes lípidos, ARN y partículas de diferentes tamaños. Hay un número infinito de variables en las formulaciones de nanomedicina. Esta contradicción no es la causa de la incertidumbre. Si tiene la construcción de posibilidades más efectiva y segura.
Mada de precisión molecular del ensamblaje mutuo
Para resolver este problema, Merkan, Merconich y Artizi abogaron por un cambio a nanomedicinas estructurales aún más precisas. En esta perspectiva, los investigadores fabrican nano -medicina a partir de una infraestructura químicamente bien definida, que puede diseñarse precisamente con numerosos tratamiento en la gestión local controlada. Al controlar el diseño en el nivel nuclear, los investigadores pueden desbloquear habilidades anormales, incluida la integración de numerosas utilidad en un fármaco, mejorando la liberación de fármacos en células específicas.
En el artículo, los autores citaron tres ejemplos de Nano Medicamentos estructurales de facturación de trail: ácido nuclear esférico (SNAS), químicos y megamoliclos. Inventado por Merkan, Snad es una forma global de ADN que puede ingresar fácilmente a las células y limitar los objetivos. Más eficiente que el ADN lineal de la misma secuencia, SNA ha mostrado un potencial significativo en las reglas genéticas, la modificación de genes, el suministro de fármacos y el desarrollo de la vacuna, incluso en algunos casos, tratan formas de cáncer de piel que amenazan la vida en orden clínico.
“Hemos demostrado que la vacuna basada en SNA o la oferta estructural general de tratamiento, no solo los componentes químicos activos, afecta su resistencia”, dijo Merkin. “Esta búsqueda puede causar muchos tipos diferentes de tratamiento contra el cáncer. En algunos casos, la hemos usado para tratar a los pacientes que no pueden ser tratados con ninguna otra terapia conocida”.
Presentado por Artisy y Merkan, los quimioflares son nanostadores inteligentes que liberan medicamentos quimioterapáticos en respuesta a un indicador relacionado con la enfermedad en las células cancerosas. Y los megamoliclos, que son inventados por Mistraxch, son estructuras proteicas acumuladas que copian anticuerpos. Los investigadores pueden diseñar todos los tipos de nanomédicos estructurales para transportar varios agentes de tratamiento o herramientas de diagnóstico.
“Al utilizar indicadores de tejido e celulares específicos relacionados con la enfermedad, los nano-medicines de la próxima generación pueden obtener el cambio de drogas extremadamente local y oportuno cómo y dónde funciona el tratamiento dentro del cuerpo”, dijo Artisy. “Este nivel de precisión es especialmente crítico para la combinación de la combinación, donde el suministro integrado de varios agentes puede mejorar drásticamente la utilidad del tratamiento, mientras que la toxicidad sistémica reduce y reduce los efectos desactivados del objetivo. Tales sistemas inteligentes y responsables representan un paso significativo en la administración de medicamentos tradicionales”.
Para usar ai en diseño
Los autores dicen que en el futuro, los investigadores deberán abordar los desafíos actuales en escamas, capacidad reproductiva, suministro y diversa integración del tratamiento. Los autores también destacan el creciente papel de las tecnologías emergentes como el aprendizaje automático y la inteligencia artificial (IA) para mejorar los parámetros de diseño y entrega.
“Al mirar la estructura, a veces hay miles de posibilidades para organizar ingredientes en nano -medicinas”, dijo Merkin. “Con la IA, podemos reducir grandes conjuntos de estructuras rebeldes sin un puñado de síntesis y pruebas en el laboratorio. Al controlar la estructura, podemos crear los medicamentos más potentes con la menor posibilidad de efectos secundarios. Podemos ver que tenemos más características de las que tenemos tales características de las que tenemos. Con tales características, estamos listos para comenzar una nueva era de medicina estructural.
Apoyando el ensayo de la “edad emergente de nanomedicina estructural” fue el Instituto Nacional del Cáncer (Premio No. R01CA257926 y R01CA275430), el Instituto Nacional de Diabetes y Diabetes y Enfermedades Renales (Premio No. U54DK137516). Agencia (Premio No. HDTRA1-21-1-0038) y Lefkovsky Family Foundation.
