Carbohydrate Polymers | 纳米网格结构载体包载工程化细胞外囊泡用于肺部给药

2024年12月23日,中国科学院上海药物研究所张继稳团队于Carbohydrate Polymers在线发表了题为“Engineered Extracellular Vesicles Loaded in Boronated Cyclodextrin Framework for Pulmonary Delivery”的研究论文。研究人员开发了一种新颖的纳米网格结构载体,包载工程化细胞外囊泡,用于肺部给药。

细胞外囊泡(EVs)是细胞释放到胞外的纳米囊泡,具有典型的脂质双分子层结构,可保护内容物免受破坏,在细胞通讯间中发挥着关键作用,并参与控制多种生物过程。因其独特的来源、结构与生理功能,常被作为天然内源性纳米递送系统用于内源性或外源性药物的递送。然而,EVs作为递送载体存在循环半衰期短、易脱靶等缺点。RGD是由精氨酸(Arg)、甘氨酸(Gly)和天冬氨酸(Asp)组成的短肽序列,为一种常见的主动靶向性多肽,它对广泛存在于癌细胞和巨噬细胞中αvβ3整合素有很高的亲和力。本研究采用RGD修饰EVs表面以增加其生物利用度,并进一步优化其稳定性与靶向性,保留EVs本身特性的同时充分利用内外源性物质的功能。而使用干粉吸入剂进行肺部给药可以直接将粉状药物递送到肺部,相比于口服给药,避免了首过效应和快速被代谢消除的影响、肺部的高比表面积为药物的分布和吸收提供了充足条件,进而可有效提高药物的生物利用度。吸入给药治疗肺部疾病,可以减少对其他器官的毒副作用,是治疗肺部疾病安全有效的方法。

本研究基于环糊精金属有机骨架的有序结构,采用对称型硼酸酯键交联剂,对其进行交联,制备了一种由硼化环糊精框架(BCF)制成的纳米网格载体,纳米网格状结构由数十纳米直径的纳米纤维交织而成,分布有10-300 nm的开放空间;同时,硼酸酯键交联剂赋予BCF以pH/H2O2双响应性。而牛奶来源EVs(mEVs)的粒径为50-150 nm,处于BCF孔径的主要分布范围内,研究人员利用cyclo (Arg-Gly-Asp-D-Tyr-Lys) 多肽修饰mEVs(RGD-mEVs),发现RGD-mEVs比mEVs在细胞水平有更好的抗炎效果;BCF 能够捕获并保护RGD-mEV,形成RGD-mEVs@BCF,具有缓释效果且能响应性释放,在大鼠肺部给药时显示出良好的生物相容性。因此,RGD-mEVs@BCF可以“固化”EVs,为基于EVs的给药系统提供了一种新颖设计。综上所述,RGD-mEVs@BCF可作为肺部给药的潜在治疗平台,用于治疗肺部疾病,尤其是炎症性疾病。

RGD-mEVs@BCF用于肺部递送

澳门科技大学-上海药物所联合培养博士研究生任小红为本文第一作者,上海药物所张继稳研究员为本文通讯作者。

全文链接:https://authors.elsevier.com/c/1kJSPWy0-cVKj

(供稿部门:张继稳课题组;供稿人:任小红)