在COVID-19大流行期间,纳米药物成为人们关注的焦点。研究人员正在使用这些非常小且复杂的材料来开发诊断测试和治疗方法。纳米医学已经用于各种疾病,例如疫苗和心血管疾病疗法。“纳米”指的是使用尺寸只有几百纳米的颗粒,这比人类头发的宽度要小得多。

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尽管研究人员已经开发出多种方法来提高纳米技术的可靠性,但该领域仍然面临一个主要障碍:缺乏一种标准化的方法来分析生物特性,或者人体对纳米药物的反应。这是评估新疗法有效性和安全性的重要信息。

我是一名研究纳米医学发展中被忽视因素的研究员。在我们最近发表的研究中,我和我的同事发现,在专门研究蛋白质的蛋白质组学设施中,生物学特性的分析高度不一致。

结果不一致

纳米药物与所有药物一样,一旦与血液接触,就会被来自身体的蛋白质包围。这种被称为蛋白质电晕的蛋白质涂层赋予纳米粒子生物特性,决定了人体如何识别它并与之相互作用,就像免疫系统如何对某些病原体和过敏原产生特定反应一样。

了解附着在纳米药物表面的蛋白质和其他生物分子的精确类型、数量和结构对于确定安全有效的治疗剂量至关重要。然而,为数不多的分析蛋白质冠冕成分的可用方法之一需要许多纳米医学实验室所缺乏的仪器。因此,这些实验室通常会将他们的样本发送到单独的蛋白质组学设施来为他们进行分析。不幸的是,许多设施使用不同的样品制备方法和仪器,这可能导致结果的差异。

金是纳米技术中使用的材料之一。

我们想测试这些蛋白质组学设施分析蛋白质电晕样本的一致性。为此,我和我的同事将生物学上相同的蛋白质冠状病毒发送到美国17个不同的实验室进行分析。

我们得到了惊人的结果:实验室鉴定的蛋白质中只有不到2%是相同的。

我们的结果表明,研究人员用来了解纳米药物如何在体内发挥作用的分析极度缺乏一致性。这不仅对确保诊断的准确性,而且对基于纳米药物的治疗的有效性和安全性都可能构成重大挑战。

为什么要标准化纳米医学?

研究人员一直致力于通过各种方法提高纳米药物的安全性和有效性。其中包括修改研究方案、方法和分析技术,以标准化该领域并提高纳米医学数据的可靠性。

与这些努力保持一致,我和我的团队已经确定了几个关键但经常被忽视的因素,这些因素会影响纳米药物的性能,例如人的性别、先前的医疗状况和疾病类型。在设计研究和解释结果时考虑这些因素可以使研究人员产生更可靠和准确的数据,并导致更好的纳米医学治疗。