光药理学——转换药物“上”和“关闭”

光和医学有很长的和交织在一起的过去。大多数文明历史上似乎已经明白,有阳光和健康之间的联系。古埃及人崇拜太阳,Ra太阳神通常被称为“万神之王”。两个古代罗马和希腊人使用日光浴保持良好的健康。日光浴治疗法(“日光反射信号器”是希腊的“太阳”)被认为是一个体育训练的重要组成部分在古希腊,因为它被认为改善肌肉的健康。

光和医学之间的联系以尼尔斯·芬生——现代光疗的先驱。芬生被授予1903年诺贝尔生理学或医学奖”,以纪念他的贡献的疾病的治疗,尤其是寻常狼疮,集中辐射光,让他为医学科学打开了一条新途径。”

第一季度末的20倍^th世纪,使用光疗用于医疗目的,在欧洲和北美一些地区北部,是相当大的。德克特劳纳教授说,无声的光疗取得了极大的成功,“目前的化学介导光照射的影响是相对简单的。”

特劳纳和他的团队着手开发更复杂的方法利用光治疗。“我们已经被越来越多的加入了这项工作的同事,”特劳纳解释说。本·l·Feringa就是这样一个同事,共同获得诺贝尔化学奖“设计和合成分子机器”在2016年。

特劳纳的工作基础光药理学光,一个创新的方法,用于激活和停用疗法和/或生物过程。

“光药理学是一个试图开发合成药物,可以激活。它可以被视为一种精密医学”——德克特劳纳教授,纽约大学。

特劳纳和他的同事们正在努力整合光药理学与PROteolysis-TArgeting嵌合体(PROTACs)——一个新兴技术从药物发现研究社区获得极大的兴趣。

“PROTACs药理学极其令人兴奋的新方向,但有潜在的毒性问题由于其催化作用方式,”警告特劳纳。与传统药物抑制活动的目标,PROTACs删除完全蛋白质的目标,这意味着蛋白质的功能是完全失去了健康和患病的组织。

然而,通过引入光药理学,特劳纳解释说,可以添加一个进一步PROTAC级别的控制。“他们可以针对一个PROTACS”行动,特定的组织或肿瘤,避免副作用在身体的其他地方,”特劳纳说。

PHOTAC——photoswitchable PROTAC

特劳纳和他的同事们介绍了偶氮苯”光电开关”到PROTAC创建photoswitchable版本——光化学地瞄准嵌合体或“PHOTACs”。在黑暗中,PHOTACs仍处于“关闭”状态。然而,当蓝紫色相比光(380到440海里)介绍,“on”切换PROTAC及其蛋白水解活性恢复。

同时光疗通常应用于皮肤表面,PHOTACs可以开启和关闭体内通过内窥镜结合一个光源,或者通过使用一个植入的领导。

此外,在未来,通过使用不同颜色的光线,一个概念被称为“颜色剂量”——它有可能控制的活动PHOTAC-based疗法更加精确。通过调节的浓度的“积极的”或“开启”形式PHOTAC,剂量的药物可能是体内逐渐改变。

“PHOTACs工作像PROTACS但是可以激活或灭活只要轻型送是可能的。轻型送人体中近年来变得很复杂了。光交付的新技术是新兴的,主要由光遗传学、光动力治疗,”特劳纳总结。

参考:Reynders, et al。(2020)。PHOTACs使光学控制蛋白质的降解。科学的进步。DOI:10.1126 / sciadv.aay5064

德克特劳纳与劳拉·伊丽莎白·兰斯顿说,高级科学技术网络作家。188金宝搏备用