新加坡科研人員發現一種細胞釋放的納米分子,既能有效傳遞藥物分子,也能遏制冠病病毒的傳染性,預計未來暴發新型大流行病時,它們可以快速改良成針對病毒的特效藥。
新加坡國立大學楊潞齡醫學院科研人員領導的研究發現,由紅血球細胞釋放的細胞外囊泡,既可以有效傳遞藥物分子,也可以遏制冠病病毒傳染性,或能在下一次出現大流行病時快速製成特效藥。(國大楊潞齡醫學院提供)
這項由新加坡國立大學楊潞齡醫學院科研人員領導的研究發現,由紅血球細胞釋放的細胞外囊泡(extracellular vesicles, 簡稱EV)是反義核酸(antisense oligonucleotides,簡稱ASO)的有效載體,可以將反義核酸送至冠病病毒的感染區域,遏制病毒的感染和複製。
反義核酸是小型的單鏈脫氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)分子,可以精準地針對病毒細胞中特定的RNA基因分子,和病毒的基因結合,並將它降解。研究人員在項目中,利用針對冠病病毒RNA的反義核酸來降解病毒RNA,抑制病毒感染,從而達到治療病毒感染的目的。
國大楊潞齡醫學院數碼醫學研究所和藥理學系助理教授黎月明說,團隊在研究時發現,除了可以作為藥物的載體,細胞外囊泡本身就可遏制冠病病毒原始病毒和變種毒株進入細胞造成感染,從而降低病毒感染力。團隊相信這個機制有遏制其他病毒感染的潛力。
或能提高藥物療效 縮短開發周期
黎月明說:「細胞外囊泡本身不是新的發現,但最近才被用作藥物遞送方式。我們團隊是第一個用從紅血球細胞採集細胞外囊泡來遞送核糖核酸藥物的,並展示這種做法有效、可擴大和安全。這研究的新穎之處也在於,發現細胞外囊泡除了可以有效遞送藥物,本身也能遏制病毒。」
在這之前,研究人員會直接將反義核酸遞送進入人體,但由於反義核酸難以穿過細胞膜,因此效率非常低。也曾經有團隊嘗試使用復合物或脂質體製劑來傳遞,但這些合成聚合物通常都具有免疫原性或毒性。新加坡研究團隊的方法沒有毒性或免疫原性,因此更加安全。
黎月明也說,研究主要優勢也在於技術可以在短時間內重新調整用途,來對抗幾乎所有的流行病。研究人員預計能在完成對新型病毒的基因測序後就立即設計反義核酸,然後再使用提前準備和儲存好的細胞外囊泡遞送藥物到體內,將新藥開發周期大幅度縮短。
相較之下,目前口服抗冠病藥物Paxlovid的活性抑制劑馬瑞韋(Nirmatrelvir)從開發到獲緊急使用授權一共花了17個月,按傳統標準已視為是很快。
其他參與研究的包括楊潞齡醫學院生物安全三級實驗室、新加坡癌症科學研究所,以及南洋理工大學物理與數學科學學院。研究成果已在10月發表在美國化學會的《ACS Nano》期刊上。
研究團隊成立的基因治療初創公司Carmine Therapys,正致力於進一步開發細胞外囊泡平台的生產和臨床轉化。團隊也正通過人工智慧分析來確定在較低劑量下能產生最佳療效的反義核酸組合,以及繼續探索治療的安全性和耐受性。