실험실에서 배양한 세포를 사용하는 연구에서 노화를 전문으로 하는 존스홉킨스의과대학 연구원은 인간, 동물, 식물 및 대부분의 세포에 있는 "발전소"인 미토콘드리아의 내막에 일반적인 혈압 약물을 직접 성공적으로 전달했다고 보고했다.
미토콘드리아가 자연적인 세포 사멸과 노화를 포함한 거의 모든 생물학적 과정에서 역할을 하거나 조절하거나 역할을 하기 때문에 약물 전달을 위해 세포의 이러한 에너지 생성 부분을 직접 표적으로 삼는 방법을 개발하는 것이 오랫동안 연구자들의 목표였다. 미토콘드리아 활동 및 경로의 변화 또는 감소는 장기 기능 및 노쇠 감소와 밀접하게 연관되어 있다. 그러나 미토콘드리아의 이중막 구조 때문에 과학자들은 약물 분자가 내막을 관통하고 세포 소기관의 핵심 기능에 접근하는 것이 어렵다는 것을 발견했다.
PNAS nexus 8월 4일자에 기술된 새로운 연구는 미토콘드리아가 이미 사용하고 있는 시스템을 본질적으로 하이재킹하여 산소 및 기타 화학 물질을 내막으로 운반하는 방법에 대해 보고한다.
Johns Hopkins University School of Medicine의 노인 의학 및 노인학 부교수인 Peter Abadir 박사 는 “우리 연구는 신체의 자연적인 미토콘드리아 수송 시스템을 사용하여 약물을 훨씬 더 정확하게 전달할 수 있음을 보여준다.
이 연구를 위해 연구원들은 미토콘드리아와 상호 작용하는 3가지 자연 발생 수송 단백질을 실험실에서 합성했다. 그런 다음 그들은 일반적으로 처방되는 혈압약(losartan)을 이 세 가지 단백질 각각에 융합하여 미토콘드리아의 내막을 관통하는 성공률이 가장 높은 것을 결정했다. mtLOS1, mtLOS2 및 mtLOS3로 명명된 이러한 융합 단백질은 별도의 실험에서 실험실에서 배양한 세포에 도입되었을 때 수송 단백질에 융합되지 않은 유리 로사르탄으로 가능한 것보다 훨씬 더 높은 농도로 약물을 미토콘드리아로 직접 수송할 수 있었습니다. 이것은 형광을 사용하여 현미경으로 볼 수 있다.
개념 증명 실험에서 연구원들은 내막을 통과할 수 없는 "스크램블" 버전의 mtLOS도 테스트했다.
Abadir은 추가 연구가 필요하지만 목표는 mtLOS 또는 기타 자연 수송 경로를 사용하여 노화 및 많은 장애의 특징인 만성 염증 및 약화 된 기관 기능과 관련된 생화학적 불균형 및 손실을 직접적이고 효율적으로 표적으로 하는 의약품을 전달하는 것이라고 말한다.
"우리는 사람들이 부분적으로 미토콘드리아 감소로 인해 노화된다는 것을 알고 있으며 과학자들은 수십 년 동안 이러한 감소에 대응하기 위해 세포 소기관에 직접 치료법을 도입하려고 노력해 왔습니다."라고 Abadir은 말한다. "이것은 신체의 자연 시스템을 사용하여 화합물을 전달하려는 또 다른 시도이며, 이는 장단기적으로 부정적인 부작용을 크게 줄일 수 있습니다."
Han Wang, Jeremey Walston, Peter Abadir 및 Ran Lin은 이 연구를 기반으로 2개의 특허를 출원했다. 다른 모든 저자는 이해 상충을 선언하지 않았다.
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 있다.
이 연구는 존스 홉킨스 노인 독립 센터, 국립 노화 연구소 - 국립 보건원, 존스 홉킨스 의과 대학 발견 기금 프로그램-시너지 어워드, 네이선 W. 및 마가렛 T. 충격 노화 연구 재단의 지원을 받았다. 그리고 노화의 네이선 쇼크 학자.
