伦敦大学学院与牛津大学的化学家成功研发可被磁场激活的合成细胞,该细胞可在体内深层组织释放药物。这项发表于《自然化学》的新技术有望精确定位癌症或细菌感染治疗靶点,在提升疗效的同时减少副作用。
合成细胞是不含生命的细胞模拟物,其脂肪膜内包裹着DNA等化学或生物成分,可根据内部DNA指令合成特定蛋白质。此前该技术受限于体内不可控性,传统光激活方式因光穿透力不足(仅约1毫米)难以应用。
研究团队创新性地在氧化铁磁性纳米粒子表面包裹DNA,并将其嵌入双层脂质膜。通过施加交变磁场使纳米粒子局部升温,激活DNA合成绿色荧光蛋白及膜蛋白,后者可控制模型药物分子的释放。实验表明,该系统在模拟生物硬组织的黑色管内仍可有效激活。
伦敦大学学院化学系迈克尔·布斯博士指出:"我们的突破在于使合成细胞具备体内应用可能,未来可通过环境感应实现个性化药物释放。"该技术已通过水相环境验证,下一步将测试抗癌药物载荷效果。
为解决DNA渗漏问题,团队开发了电场净化技术:利用DNA的强电荷特性,在凝胶中通过电场分离松散结合的DNA链。该方法使渗漏DNA减少90%,确保药物在预定靶点释放。当前磁场参数符合人体安全标准,该磁热疗法已用于治疗脑胶质母细胞瘤。
牛津大学博士生埃伦·帕克斯强调:"该技术整合了临床验证的磁热疗法,通过合成细胞平台实现靶区药物合成与释放的双重控制。目前原理验证已成功,正在癌症模型中开展进一步研究。"
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