一种用于药物发现的“超分子”新方法在免疫疗法中具有潜在的应用,同时在设计具有按需可逆性的抗凝药物方面也取得了突破。
悉尼大学和日内瓦大学的研究人员开发了一种新型抗凝药物,可以快速按需停止其抗凝作用。这可能导致新的药物用于外科手术和术后使用,减少严重出血的风险。
研究团队利用一种全新的方法发现了这种分子,该分子结合了一种短蛋白质。保持由一种吸血昆虫—苍蝇产生的分子和第二种合成肽的键可以按需断开。这为抗凝成分提供了自己的开关,使其在外科手术和抑制血栓方面成为潜在的变革者。这种方法也可以用于其他领域,如免疫疗法。研究结果发表在《自然生物技术》上。抗凝治疗对于管理多种病症至关重要,包括心脏病、中风等。静脉血栓形成是一种严重的病症,需要治疗,但当前如肝素和华法林等选项存在一些问题。这些问题包括需要定期监测血液凝固状况,以及如果用量过大可能导致严重出血的风险。由于抗凝治疗引发的不良药物反应,约15%的急诊住院患者是因抗凝治疗的问题,因此寻找新的、更安全且更有效的选项非常重要。化学系的Rich Payne教授担任NHMRC研究员领导学者以及ARC肽创新卓越中心的副主任,正在研究这个问题。研究的作者是患者自测点检测试创新中心(CIPPS)的成员。他表示,这项研究的令人兴奋之处在于其创新的药物发现方法。所开发的抗凝药物利用了一种叫做超分子化学的概念,允许两个必要的活性分子自组装以抑制凝固。该结构还使得可以应用一种解毒剂,能够快速拆解结合的分子,从而迅速停止活性组合和抗凝效果—这是药物发现中前所未有的成就。根据日内瓦大学有机化学系的Nicolas Winssinger教授的说法,这一发现的意义不仅仅在于创造一种新的抗凝药物及其相应的解毒剂。所提出的超分子方法具有高度的适应性,并有潜力应用于各种其他治疗目标,使其在免疫疗法领域尤为有前景。
此外,这种新型抗凝药物有潜力通过提供一种更可靠和用户友好的替代品来彻底改变外科手术程序,目前常用的肝素来源于从猪肠中提取的不同长度的聚合物组合。由于肝素在医疗环境中的使用可能造成严重出血的副作用以及手术期间需要进行凝固测试,因此面临挑战。日内瓦和悉尼的研究团队创造的新合成抗凝药物可能为与肝素相关的纯度和可用性问题提供解决方案。
这一突破涉及使用肽核酸(PNA)连接两种结合并抑制凝血酶作用的分子,凝血酶是导致纤维蛋白形成的酶,纤维蛋白是形成血块的物质。
在这种情况下,使用了源自苍蝇的肽分子和合成酮苯噻唑。
结合凝血酶的肽与凝血酶上的两个不同部位形成“超分子”,通过一个类似于DNA的PNA双螺旋连接器连接在一起。
双螺旋中的两个PNA链可以通过弱的非共价键连接在一起,这些键在必要时可以分开。研究小组证明,适当匹配的自由PNA链可以分开两个结合凝血酶的分子。因此,这两个自由PNA链不再作为抗凝剂有效,这标志着该领域的一次重大进展。
苍蝇肽是在悉尼大学实验室创造的。
在悉尼对人类和小鼠血样进行了测试,还在小鼠体内评估超分子抗凝剂的有效性。
这种激活和去激活活性成分的概念在免疫疗法领域可能具有价值,尤其是在CAR-T疗法中,除了应对抗凝问题外。
CAR-T疗法已经推动了癌症治疗的发展,但它们存在免疫系统风暴的风险,这可能是致命的。调节活性成分的能力可能有助于缓解这一风险。开发一种快速作用的解毒剂以提高CAR-T疗法的安全性和有效性是一个关键的进展。