연구자들은 세포의 '발전소'에 약물 전달을 맞춤화하기 위한 노력을 진행하고 있습니다.

Apr 25, 2023

실험실에서 배양한 세포를 사용한 연구에서노화를 전문으로 하는 존스 홉킨스 의학 연구원들은 일반적인 혈압 약물을 인간, 동물, 식물 및 대부분의 다른 유기체 세포의 "발전소"인 미토콘드리아의 내막에 직접 전달하는 데 성공했다고 보고했습니다.

약물 전달을 위해 세포의 에너지 생성 부분을 직접 표적으로 삼는 방법을 개발하는 것은 오랫동안 연구자들의 목표였습니다. 왜냐하면 미토콘드리아는 자연적인 세포 사멸과 노화를 포함한 거의 모든 생물학적 과정을 주도, 제어 또는 역할을 하기 때문입니다. 미토콘드리아 활동 및 경로의 변화 또는 감소는 기관 기능 저하 및 허약함과 밀접하게 연관되어 있습니다. 그러나 미토콘드리아의 이중막 구조로 인해 과학자들은 약물 분자가 내막에 침투하여 세포 소기관의 핵심 기능에 접근하는 것이 어렵다는 것을 발견했습니다.

PNAS 넥서스에 기술된 새로운 연구는 산소와 기타 화학 물질을 내막으로 운반하기 위해 미토콘드리아가 이미 사용하는 시스템을 본질적으로 탈취하는 방법에 대해 보고합니다.

존스 홉킨스 의과대학 노인의학 및 노인학 부교수인 피터 아바디르(Peter Abadir) 박사는 “우리 연구는 신체의 자연 미토콘드리아 수송 시스템을 사용하여 훨씬 더 정확하게 약물을 전달할 수 있다는 것을 보여줍니다.”라고 말했습니다.

연구를 위해 연구진은 미토콘드리아와 상호작용하는 세 가지 자연 발생 수송 단백질을 실험실에서 합성했습니다. 그런 다음 그들은 일반적으로 처방되는 혈압약(로사르탄)을 이 세 가지 단백질 각각에 융합하여 어느 것이 미토콘드리아 내막을 관통하는 가장 높은 성공률을 보이는지 결정했습니다. mtLOS1, mtLOS2 및 mtLOS3라고 불리는 이러한 융합 단백질은 별도의 실험을 통해 실험실에서 배양한 세포에 도입되었을 때 수송 단백질에 융합되지 않은 유리 로사르탄에서 가능한 것보다 훨씬 더 높은 농도로 약물을 미토콘드리아로 직접 수송할 수 있었습니다. . 이것은 형광을 사용하여 현미경으로 볼 수 있습니다.

개념 증명 실험에서 연구원들은 내부 막을 통과할 수 없는 mtLOS의 "스크램블" 버전도 테스트했습니다.

Abadir는 추가 연구가 필요하지만 목표는 mtLOS 또는 기타 자연 수송 경로를 사용하여 만성 염증 및 노화 및 다양한 장애의 특징인 약화된 기관 기능과 관련된 생화학적 불균형 및 손실을 직접적이고 효율적으로 표적으로 삼는 의약품을 전달하는 것이라고 말했습니다.

"우리는 부분적으로 미토콘드리아 감소로 인해 사람들이 노화된다는 것을 알고 있으며, 과학자들은 수십 년 동안 이러한 감소에 대응하기 위해 세포 소기관에 직접 치료법을 적용하려고 노력해 왔습니다."라고 Abadir는 말합니다. "이것은 신체의 자연 시스템을 사용하여 화합물을 전달하려는 또 다른 시도로, 단기 및 장기적으로 부정적인 부작용을 크게 줄일 수 있습니다."

Han Wang, Jeremey Walston, Peter Abadir 및 Ran Lin은 이 연구를 기반으로 2개의 특허를 출원했습니다. 다른 모든 저자는 이해 상충을 선언하지 않았습니다.

이 연구에 기여한 다른 과학자로는 Johns Hopkins의 Jude Phillip, Ran Lin, Andrew Cheetham, David Stern, Yukang Li, Yuzhu Wang, Han Wang, David Rini, Honggang Cui 및 Jeremy Walston이 있습니다.

이 연구는 존스 홉킨스 노인 독립 센터, 국립 노화 연구소 – 국립 보건원, 존스 홉킨스 대학교 의과대학 발견 기금 프로그램-시너지 상, Nathan W. 및 Margaret T. 쇼크 노화 연구 재단의 자금 지원을 받았습니다. 그리고 노화 분야의 Nathan Shock 학자.

- 이 보도자료는 원래 Johns Hopkins Medicine 웹사이트에 게재되었습니다.