截图来自视频:三维重建低温电子断层扫描的一个…
截图来自视频:生物分子电晕结构的三维重建低温电子断层扫描

纳米医学的诊断潜力

由密歇根州立大学的Morteza Mahmoudi领导的一个国际研究小组开发了一种新方法,以更好地理解纳米药物(新兴的诊断和治疗方法,非常小但非常复杂)如何与患者的生物分子相互作用。

基于纳米颗粒的药物有望比目前的药物更有效治疗方法同时减少副作用。但是,在放射学和精准健康项目(Precision Health Program)担任助理教授的马哈茂迪(Mahmoudi)说,由于复杂的原因,这些微粒大多只能在实验室里进行研究,不能用于临床。

“纳税人的钱已经在癌症上进行了相当大的投资纳米但这项研究还没有成功地应用于临床。”“纳米颗粒的生物效应,人体如何相互作用纳米粒子美国仍然缺乏了解。它们需要被仔细考虑。”

Mahmoudi的团队现在引入了一种独特的组合显微镜能够更详细地考虑这些生物效应的技术。该团队的方法让研究人员看到暴露在人类血浆中的粒子之间的重要差异。血浆是血液中无细胞的部分,含有蛋白质、酶和抗体等生物分子。

这些生物位附着在纳米颗粒上,形成一层被称为日冕的涂层(不要与新发明混淆)冠状病毒),这是拉丁语中王冠的意思。这种冠状病毒包含了纳米颗粒如何与病人的生物学相互作用的线索。现在,马哈茂迪和他的同事们展示了如何获得这种冠状病毒的前所未有的视角。

Mahmoudi说:“这是第一次,我们可以在纳米水平上对包裹着生物分子的粒子的3D结构进行成像。”“这是一种有用的方法,可以获得有用的、可靠的纳米药物数据,可以获得影响科学家关于纳米颗粒安全性和有效性的决策的数据。”

尽管这样的工作最终有助于将治疗性纳米药物推向临床,但Mahmoudi对短期内获得广泛批准并不乐观。关于粒子还有很多需要了解。此外,这项研究强调了研究人员非常了解的一件事——这些小型药物的微小变化可能产生巨大的影响。

研究人员发现,同一批次的纳米粒子的电晕暴露在相同的人类血浆中,可以在患者使用单一剂量时引发多种反应。

不过,马哈茂迪从中看到了机会。他相信这些粒子可以发光诊断工具,而不是毒品。他认为,与其尝试用纳米尺度的药物来治疗疾病,不如用那些细小的粒子来很好地用于疾病的早期检测。例如,Mahmoudi的团队先前已经展示了这种诊断癌症和神经退行性疾病的潜力。

他说:“如果我们使用纳米颗粒作为诊断手段,我们可以变得更加主动。”“当你能在早期发现疾病时,治疗它们就变得更容易。”

这项研究发表在自然通讯

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