实现精确的药物输送和质子陷阱

瑞典林雪平大学的研究人员已经开发出一种质子陷阱,使有机电子离子泵给药时更精确。这项新技术可以减少药物的副作用,从长远来看,离子泵可以帮助患者症状的神经系统疾病有效的治疗并不可用。结果已发表在科学的进步。

大约6%的世界人口患有神经系统疾病如癫痫、帕金森病和慢性疼痛。然而,目前药物交付方法——主要是平板电脑和注射——将药物在位置,它不是必需的。这可能导致副作用伤害病人。

“有机电子离子泵有一个巨大的潜力用于神经系统疾病的治疗和诊断。他们可以函数以类似的方式已经在使用胰岛素泵,但是将药物直接进入神经系统。我们最近发现一个质子陷阱使交付量更准确”,丹尼尔•西蒙表示副教授在有机电子的实验室,在林雪平大学科技部门。

丹尼尔·西蒙的研究小组曾开发出一种有机电子离子泵交付渠道只有20 x 20微米。可以植入这种装置提供药物在神经系统中所需的位置。科学家们希望它将可以使用离子泵之前发现并阻止神经症状的发展病人通知他们。

先前的实验进行了小鼠大脑切片,用天然信号物质GABA(伽马氨基丁酸)作为活性药物。GABA是一种抑制信号物质自然发现在大脑中。GABA的含量增加时,神经细胞不太可能神经冲动传输到下一个细胞。神经发作,如发生在癫痫,大脑的神经细胞变得活跃,以这种方式是预防。当离子泵配置运输GABA从电解质水库在体外神经系统所需的位置,使用一个小的电压,这“泵”带正电的GABA通过传输通道。该方法被称为电泳。然而,积极的氢离子,电解质溶液的质子,伴随GABA通过通道。这导致不精确的剂量和组织的pH值下降(使海水变得更酸),这可能会导致副作用。

林雪平大学研究小组已经提高了离子泵。通过引入质子沿传输通道的陷阱,质子的数量,可以大大减少。质子陷阱由钯、贵金属,反应容易-和几乎完全与氢,从而捕捉带正电的质子。质子陷阱意味着离子泵可以提供更精确的剂量的药物,由于潜在的应用几乎完全相对应的GABA经由电泳过程。

“我相信,几年后我们将看到有机bioelectronic离子泵被用于许多神经系统疾病的治疗。质子陷阱可以集成到所有有机bioelectronic离子泵,和我们的发现给实际应用带来了很多近”,说Xenofon Strakosas,科学家和玛丽亚Seitanidou co-first-author,博士后,在有机电子的实验室,文章的科学的进步。

参考:伯格伦Strakosas X, Seitanidou M, Tybrandt K, M和西蒙DT。电子proton-trapping离子选择性药物输送泵。科学。睡觉。2021;7 (5):eabd8738 doi:10.1126 / sciadv.abd8738

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