科尔切斯特的研究人员协助开发出一种设计微型药物的新方法,该技术有望彻底改变神经退行性疾病的治疗方式。
这项工作由埃塞克斯大学科学家领衔的国际团队开展。研究人员运用人工智能重新设计抗体片段,使其能在细胞内部生成并直接附着于驱动疾病的蛋白质,这些疾病包括阿尔茨海默病、帕金森病和运动神经元病。
传统抗体无法在细胞内发挥作用,但这些经过改造的分子——称为"细胞内抗体"——被设计为能在细胞环境中保持稳定和活性。在运动神经元病协会支持下,研究团队考察了电荷特性如何影响抗体片段在细胞内存活且不发生粘连的能力。
通过结合该发现与基于人工智能的蛋白质重新设计技术,团队成功将672种现有抗体转化为能够靶向疾病相关蛋白质的细胞内抗体。该发现可能为神经退行性疾病的源头治疗开辟新路径,因为许多此类疾病在症状出现前数年就已在细胞内部启动。
新型工程化细胞内抗体将在《Nature Communications》发表后向全球科学家免费提供。专攻运动神经元病和帕金森病研究的首席作者凯特琳·奥谢博士(Dr Caitlin O'Shea)表示:"我们分析了数百万种抗体的特性,并与细胞内存在的人类蛋白质进行比对。由此发现抗体通常带有错误的电荷,导致它们在细胞内会相互粘连。我们采用诺贝尔奖得主戴维·贝克及其团队开发的软件重新设计抗体片段,使其具备正确电荷并实现超稳定状态。"
研究团队认为,该发现可使研究人员重新利用数十年医学研究中已开发的数百万种抗体。这些抗体现可被改造为在细胞内部发挥作用,为研究疾病机理和开发未来疗法提供新途径。
指导该研究的加雷斯·赖特博士(Dr Gareth Wright)表示,这项工作有望支持全球应对影响数千万人群的疾病。他指出:"我们研发出能附着于阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和运动神经元病等神经退行性疾病致病蛋白质的细胞内抗体。这些疾病可导致认知障碍、健忘、肌肉失控甚至死亡。仅在英国就有超过百万人受其影响,构成重大公共卫生问题。目前尚无治愈方法,而在蛋白质原始环境中找到能与之相互作用的分子,正是药物研发过程中的主要挑战。"
资助该研究的运动神经元病协会高度评价这项进展,认为其将加速未来疗法的开发进程。首席科学家布莱恩·迪基博士(Dr Brian Dickie)表示:"赖特博士及其同事在克服阻碍抗体成为运动神经元病等神经退行性疾病疗法的关键挑战方面取得重大突破。他们的研究成果令人乐观地认为,这种新型'细胞内抗体'科学与新兴基因治疗技术的结合,可能催生能够精准作用于神经元内特定分子靶点的新治疗策略。"
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