普渡大学的研究人员从病毒中获得灵感，改善对癌细胞的核酸治疗

普渡大学理学院的一名研究人员正在开发一种名为LENN的正在申请专利的平台技术，该技术模仿病毒的双层结构，将基于核酸(NA)的疗法传递给靶向癌细胞。

　　

普渡大学理学院的一名研究人员正在开发一种正在申请专利的平台技术，该技术模仿病毒的双层结构，将基于核酸(NA)的疗法传递给靶向癌细胞。

大卫·汤普森(David Thompson)领导着一个开发名为LENN的载波系统的团队。他是James Tarpo Jr.和Margaret Tarpo化学系的教授，也是普渡大学癌症研究所和普渡大学药物发现研究所的教员。

“LENN包括两个保护层。内壳浓缩核酸;外壳保护它免受免疫系统的侵害，因此它可以自由循环，瞄准癌细胞，”他说。“我们正在模仿病毒颗粒的策略，这种策略已经有效地进行了数百万年。”

汤普森和他的团队，包括博士后研究员Aayush Aayush，利用LENN向膀胱癌细胞提供基于na的疗法。他们的研究发表在同行评议的《生物大分子》杂志上。

Aayush说:“数据显示，我们的敏捷纳米载体在靶向能力、货物大小和拆卸动力学方面具有灵活性。”“它为核酸递送提供了另一种途径，使用生物可制造、可生物降解、生物相容性和高度可调的载体，能够根据肿瘤特异性表面标记物靶向各种细胞。”

汤普森向普渡大学技术商业化创新办公室披露了该系统，该办公室已申请专利以保护知识产权。有兴趣开发或商业化LENN的行业合作伙伴应联系Joe Kasper，业务发展和许可助理主任-生命科学，[e-mail]，轨道代码70252。

普渡大学纳米载体体系的结构

汤普森说，基于核酸的疗法通过在基因水平上控制细胞功能的能力，正在彻底改变生物医学研究。正在探索包括几种结构的治疗方法，以扩大人类基因组的可药物位点。

他说:“不幸的是，据估计，只有1%或更少的NA货物进入细胞，到达它活跃的细胞质。”“这是开发这种新方法的动机之一:借鉴病毒的设计原理，这种生物机器已经向细胞运送了数百万年的货物。我们的非病毒递送系统保护并有效地释放靶细胞细胞质内的NA疗法。”

LENN系统的内核是由核酸和改性环糊精(玉米加工的产物)的复合物制成的。它的外核是弹性蛋白，是体内最丰富的蛋白质之一。汤普森说，这种设计有几个好处。

“因为弹性蛋白是如此广泛的丰富，没有已知的抗体。从药物输送的角度来看，这很有吸引力，因为人体的免疫系统不会将其识别为外来纳米颗粒。”“LENN还可以运送短如沉默RNA的货物，长度为19或20个核苷酸，以及长度超过5000个碱基对的巨大质粒。”

汤普森说，LENN系统可以以生物制造的方式制造。

他说:“所有的积木都是由可再生资源制成的:环糊精(来自玉米)和细菌发酵产生的弹性蛋白样多肽。”“这与大多数从石油中提取的传统药物形成对比。”

验证和下一步开发步骤

汤普森说，早期的NA疗法采用了脂质或聚合物载体。

“不幸的是，这些方法的效率非常低，免疫系统清除速度快，货架稳定性差，”他说。“化学修饰的核酸在实验系统中显示出一些希望;然而，这种方法的安全性尚未得到临床证明。”

最近的生物大分子出版物补充了先前发表的四篇基于汤普森对LENN系统组件研究的论文。

他说:“这些早期发表在《生物材料科学》、《肿瘤目标》和《生物大分子》上的论文表明，我们的方法可以快速纯化用于生物医学应用的弹性蛋白样多肽，并且能够保留附着的靶向蛋白质和酶的功能。”“其中两篇论文展示了针对膀胱肿瘤细胞的具体案例，另一篇论文表明，由我们正在申请专利的技术纯化的材料能够针对人类和犬类手术样本中的人类膀胱肿瘤。”

汤普森说，膀胱癌是LENN系统的第一个目标，但他和他的团队正在努力探索其他类型的癌症，以探索这项技术的范围。

“我们正在学习如何使用这些材料，并对它们进行优化，”他说。“与皮下注射或静脉注射相比，膀胱癌治疗是一种更局部的治疗方法。然而，我们的计划包括提高难度来影响其他类型的癌症。”

普渡大学癌症研究所为汤普森提供了资金来开发和验证LENN。

“如果没有研究所的种子基金，这项工作还只是白板上的一个想法，”他说。

Andrew Mesecar是普渡大学癌症研究所罗伯特·华莱士·米勒主任和生物化学杰出教授。

“汤普森教授一直是癌症研究领域的领先创新者。我们研究所的使命是支持基础发现，为像他这样的创新癌症解决方案奠定基础，作为国家癌症研究所指定的癌症中心，我们为新兴技术做出了重大贡献，比如我们为支持大卫对LENN的研究提供了种子资金。当David和普渡大学的其他研究人员发现并开发这些创新的解决方案时，它们就有可能影响世界各地人们的生活。”