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pk10开奖结果光药理学提供光控药物和疗法

发布:laserpulse    |    2019-06-28 00:23    阅读:212
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格罗宁根大学医学中心的研究可以提供更安全,更有效的治疗方法。

在控制之下:药物分子因光而改变

新兴的光学药理学领域旨在利用光作为外部刺激来激活药物分子,并且通过对这种情况发生的时间和地点的高度控制来实现这一目标 - 这是一项概念上直截了当的任务,实际上需要化学合成和光传输技术两者之间的跨学科努力。与常规抗生素不同,常规抗生素在体内和环境中持久存在导致抗生素抗性,而化学治疗剂作为治疗的副作用很容易影响健康细胞,其分子的治疗作用可以开启,通过光的作用再次关闭可能会有一些显著的优势。

“药物是非常有效的生物活性物质,其活性仅在身体的疾病部位需要,但通常随处可见,”Wiktor Szymanski评论说,他在格罗宁根大学医学中心的实验室开发了光学药理学和相关的医学成像技术。“我们的工作方式是将分子光开关结合到生物活性分子的结构中,并以这种方式制造可以在两种形式之间进行光交换的药物,每种形式具有不同的效力。”这种优雅理论带来了一些挑战。完美的分子光开关将是一种小分子,在异构化回到具有与起始分子不同的形状和性质的新基态之前,容易吸收特定波长的光进入激发态。在异构化形式随后通过吸收另一特定波长的光或通过热处理再次返回其原始形式之前,这种变化影响掺入开关的药物的活性。

“直到几年前,我们才在光学药理学中使用紫外线,”Szymanski说。“如果医生想要在给患者服用之前激活一种药物,这是没有问题的,但是使用紫外线对身体进行局部激活对细胞有害,并且只能穿透一小部分进入组织。所以近年来化学家们一直致力于开发可以随意切换的分子光开关 - 甚至采用更好的近红外光,能够更深入地穿透身体。“使用可见光可能意味着打开和关闭药物所需的两个波长不方便地靠近在一起,但Szymanski的团队最近报道了新的分子光开关的发展,其中两个波长相隔100纳米,这可能具有重要改进意义。了解异构化形式的分子的半衰期和它恢复到其原始形式的速率,以及异构化过程的量子产率,从化学的角度来看,合成能够采用两种形式的不同效力的分子已经成为光学药理学的一个关键方面,同时也是核心挑战。

需要窄的发射带

同时,光学药理学涉及的其他技术是光子学,因为需要能够有效地将光递送到目标分子并最终适合转化为临床应用的照明源。根据Szymanski的说法,光学药理学可以从开发人员在光动力疗法(PDT)领域的先前经验中受益。

更安全的治疗:药物仅在需要时活跃

“PDT部门已经面临同样的挑战,我们可以从他们的一些解决方案中学习,”他说。“几年前,我们和我们医院的一位外科医生坐在一起,开始考虑将光线传送到人体不同部位的可行性。我们将有些容易触及的器官分类,如皮肤和眼睛;有些可以是通过皮肤照射达到的;有些我们可以通过内窥镜检查到达而无需切口,如胃肠道和呼吸系统;有些需要切口,包括大多数内脏;一直到'不可能的任务' - 脑和骨髓这是隐藏的,很难用光来达到。“

对于光学药理学,理想的光源是具有合适波长的高强度光,加上用于击中光谱的窄发射带,其中分子在两个方向上的异构化是最有效的。“我们目前的体外研究采用商业照明系统,基于LED的输送系统可以发射10至20纳米的FWHM,对我们来说效果很好,”Szymanski评论道。“我的团队最近还与Mountain Photonics合作开发了一个专用系统,允许我们按照规定的时间间隔按照选定的顺序照射六种不同波长的样品,避免了手动操作。但我们当然最终需要允许设备用于临床前和临床使用,这可能会限制所使用的光传输平台。“

除了光学药理学,Wikron Szymanski在格罗宁根的小组也参与了医学成像技术的发展,他认为这两个领域之间存在健康的协同作用。Szymanski实验室目前的一个项目将光活化背后的分子概念应用于脂质体的构建,用于光触发药物输送,这可以使该过程跟随MRI。诸如超声波或光声成像之类的其他技术也可能在将光学药理学技术靶向期望区域和评估结果中起作用。“我们对我们新的分子光开关感到非常兴奋,我们相信它可以解决可见光范围内的光谱分离问题,”他评论道。 “然而,我们仍然需要开发具有改善的半衰期的新分子设计;更好地控制从不稳定形式恢复到稳定的异构化;以及充分研究我们的光开关的稳定性和毒性,这是任何临床转换的明显先决条件。我们欣赏这些当前的突破,朝着这个大目标迈出的一小步:用光来控制药物,以获得更安全,更有效的治疗方法。“

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