肉毒杆菌的突破?驯服肉毒杆菌毒素以提供治疗剂

肉毒杆菌的突破?驯服肉毒杆菌毒素以提供治疗剂
基于毒素的递送平台由左上方的改良肉毒杆菌毒素(黄金中的蛋白酶结构域,蓝色的易位域和紫色的受体结合域)和纳米机构(粉红色标签)组成。当这种纳米毒素融合蛋白与神经元表面的受体(青色)结合时,细胞将其通过内吞作用的过程吸收,从而在囊泡内(浅绿色圆圈)融合了融合蛋白。携带纳米尸体的毒素蛋白酶结构域,然后越过细胞的内部。学分:波士顿儿童医院的Sicai Zhang/Dong Lab

虽然很少见,但肉毒杆菌可能会引起瘫痪,并可能致命。它是由肉毒乳梭交梭状芽胞杆菌(已知有效的毒素)产生的神经损害毒素引起的。这些毒素通常在受污染的食物中发现(家庭罐头是主要的罪魁祸首)。婴儿还可以从蜂蜜,土壤或灰尘中摄入肉毒杆菌孢子来发展肉毒杆菌;然后,细菌在肠道上定居并产生毒素。

一旦瘫痪,除了等待毒素磨损之外,就无法扭转它。患有严重肉毒杆菌病例的人可能需要在呼吸机上维持数周或几个月。但是一种新的治疗方法和送货工具,今天在科学翻译医学,可以改变这一点。

“有抗毒素,但是这些仅在毒素进入电动机之前起作用,“波士顿儿童医院泌尿外科系的研究员,敏北博士说:“我们开发的是第一种可以消除毒素进入神经元后消除毒素的疗法。”

如果在人类中得到证明,这种方法将代表治疗肉毒杆菌的突破。在小鼠中,这种治疗成功地进入了神经元,在几个小时内逆转了肌肉麻痹,并使小鼠能够承受肉毒杆菌毒素的剂量,否则这些毒素原本会致死。

让毒素引导

Dong和他的同事需要克服两个技术障碍,这些技术障碍阻止了肉毒杆菌过去有效治疗。有趣的是,它们的溶液位于肉毒杆菌毒素本身中。

“治疗的一个障碍已经越过,这很难,” Dong的实验室博士学位研究员,论文中的第一作者的Shin-Ichiro Miyashita博士解释说:“另一种是针对特定的细胞类型,在这种情况下,对运动神经元和神经终端的特异性。我们利用了肉毒神经毒素目标的事实自然有效地,可以在细胞膜上输送蛋白质货物。”

因此,治疗是两管沟。肉毒杆菌毒素(通过引入突变解毒)是。货物(即活跃药物)是塔夫茨大学合作者Charles Shoemaker博士开发的骆驼抗体的迷你抗体。该小组表明,这些所谓的纳米体中的两个可以同时传递到神经元中,一口气中和A型A和B型肉毒杆菌毒素。

但是还有一个问题要解决。

Dong说:“这种想法和方法已经尝试,但很难完全摆脱毒性,直到我们确定了一种新的毒素,肉毒神经毒素X,在2017年。与其他肉毒杆菌毒素不同,这种新的毒素在我们引入突变后没有毒性,并且是一种安全的递送工具。”

肉毒杆菌毒素逆转

除肉毒杆菌外,董认为新疗法可以用作“肉毒杆菌毒素逆转”剂。肉毒杆菌毒素注射,使用少量A型毒素可以安全地治疗皱纹和许多其他医疗状况,例如颈部痉挛,出汗过多或过度活跃的膀胱。但是,当注射出现问题时,肉毒杆菌毒素会导致不良的肌肉麻痹作为副作用,并且患者必须接受瘫痪数月。

Dong说:“我们可以潜在地注入我们的治疗蛋白,并在几个小时内摆脱神经元和瘫痪中的肉毒杆菌毒素。”

神经活性药物的一般输送平台?

- 指导方法可能会提供一个平台,使生物药物进入神经元以治疗其他疾病。目前,大多数生物药物仅对细胞表面靶标作用,并且无法进入细胞内部。

Dong说:“我们提供了一个基于蛋白质的药物输送平台,可实现高度特异性的神经元靶向和细胞膜的有效渗透。”“结合纳米体,可以很容易地针对任何感兴趣的蛋白质开发,该平台可用于开发可调节蛋白质和神经元内的蛋白质和生物过程的疗法。它的模块化性质甚至使我们能够通过切换神经元以外的细胞类型来切换神经元以外的其他细胞类型。靶向细胞靶向结构域。这可以提出一种将精确药物递送到细胞中的一般方法。”


进一步探索

研究宣布成功的神经内抗体递送而没有病毒载体

更多信息:Shin-Ichiro Miyashita等人,使用基于嵌合毒素的平台将单域抗体递送到神经元中,在肉毒杆菌模型中是治疗性的,科学翻译医学(2021)。doi:10.1126/scitranslmed.aaz4197
期刊信息: 科学翻译医学

引用:肉毒杆菌的突破?驯服肉毒纤维毒素以提供治疗剂(2021年1月8日),2022年5月26日从//www.pyrotek-europe.com/news/2021-01-botulism-breakthround-boththrough-botulinum-toxin-therapeutics.htmllape.html
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