肌营养不良症 (MD) 是一组罕见的遗传性疾病,会导致骨骼肌逐渐无力,并出现营养不良病理表型。它们分为九种主要类型:肌强直、杜兴氏、贝克尔、肢带、面肩肱型、先天性、眼咽型、远端型和埃默里-德雷富斯型 (Mercuri 等人,2019)。其中,成年人最常见的形式是肌强直性营养不良症 (DM),每 3000 人中就有 1 人受到影响,是由 DMPK(DM1:# 160900)或 CNBP(DM2:# 602668)基因座突变引起的(Mateos-Aierdi 等人,2015)。另一方面,儿童期最常见、最严重的遗传性营养不良症是杜氏肌营养不良症 (DMD,ONIM:#310200),每 5000 名新生男婴中就有 1 名患有此病 (Mendell 等人,2012 年),其原因是肌营养不良蛋白基因突变导致蛋白质完全缺失 (Ervasti & Sonnemann,2008 年;Hoffman 等人,1987 年)。总体而言,MD 涉及 40 多个基因的突变,这些基因导致不同的发病分子机制(详见 (Mercuri et al., 2019))。除了 MD 之外,在其他病理生理情况下也会观察到肌肉功能缺陷,例如大面积创伤、癌症或肌肉废用导致的萎缩(即身体固定后)(Sartori et al., 2021),或与年龄相关的肌肉质量损失、肌肉减少症(Muñoz-C anoves et al., 2020),这给不同的国家卫生系统带来了沉重的负担。因此,旨在改善生理和病理情况下的肌肉功能的策略和干预措施仍然是科学和医学界面临的关键挑战。在这种背景下,纳米医学提供了大量前所未有的工具,可以彻底改变我们看待骨骼肌疾病再生医学的方式。一方面,组织再生纳米医学利用纳米尺度材料作为药物输送系统 (DDS),利用细胞水平的内源性运输在纳米长度尺度上主动驱动这一事实 (Pozzi et al., 2014)。纳米粒子 (NPs) 的高表面体积比有利于生长因子 (Z. Wang, Wang, et al., 2017)、寡核苷酸 (Roberts et al., 2020)、细胞因子 (Raimondo & Mooney, 2018) 和其他生物活性剂的负载,以促进组织再生,而丰富的表面化学性质允许用靶向配体修饰 NPs,以确保更精确的输送。通过保护其有效载荷免于降解,NPs 可提高其药代动力学和生物利用度 (Fathi-Achachelouei et al., 2019)。就材料组成而言,有机纳米颗粒(即脂质体、聚合物、固体脂质纳米颗粒)具有悠久而成功的临床应用历史,可以保证良好的生物相容性和生物降解性(Colapicchioni,2020 年)。而无机纳米颗粒(即金属、氧化物、碳基、二氧化硅等)则表现出更高的化学稳定性,更容易合成和功能化,并且对内部(pH、温度、氧化还原电位)和外部(光、超声波和磁场)刺激具有良好的响应性(Mclaughlin 等人,2016 年)。此外,这些 NP 的独特光学特性(荧光、等离子体吸光度等)允许它们作为成像剂使用,因为它们允许在纳米图案支架或 DDS 内进行卓越的时空控制。然而,尽管具有这些吸引人的特性,无机 NP 在临床转化方面还不够成熟,而且它们的潜在毒性是一个值得关注的重要问题(Yang 等人,2019 年)。纳米医学彻底改变了骨骼肌再生的第二个领域是生物工程方法。骨骼肌再生研究的很大一部分集中在合成仿生支架以供细胞附着和生长以维持组织重建。纳米级材料的主要优势之一是可以优化这些支架的物理和生物特性,从而实现高度定制的平台。不同的纳米材料被用于优化支架的物理特性(即机械强度、电导性)并提供可控的生物活性剂释放。在这种情况下,纳米纤维支架通过改善系统架构提供拓扑支持以引导肌纤维分化和排列。另一方面,导电支架利用骨骼肌组织的内在兴奋性来调节肌肉细胞的存活、增殖和分化特性(Langridge 等人,2021 年)。本综述概述了纳米材料在肌肉疾病中的应用,重点介绍它们在组织工程方法和作为 DDS 的应用,并探索某些无机 NP 作为免疫调节剂的内在潜力(图 1)。本研究还将讨论该领域的未来前景以及限制这些纳米系统从实验室到临床的有效转化的困难。骨骼肌再生研究的很大一部分集中在合成仿生支架上,用于细胞附着和生长以维持组织重建。纳米级材料的主要优势之一是可以优化这些支架的物理和生物特性,从而实现高度定制的平台。不同的纳米材料被用来优化支架的物理特性(即机械强度、电导性)并提供受控的生物活性剂释放。在这种情况下,纳米纤维支架通过改善系统架构提供拓扑支持以引导肌纤维分化和排列。另一方面,导电支架利用骨骼肌组织的内在兴奋性来调节肌细胞的存活、增殖和分化特性(Langridge 等人,2021 年)。本综述概述了纳米材料在肌肉疾病中的应用,重点介绍了它们在组织工程方法和 DDS 中的应用,并探索了一些无机 NP 作为免疫调节剂的内在潜力(图 1)。本研究还将讨论该领域的未来前景以及限制这些纳米系统从实验室到临床的有效转化的困难。骨骼肌再生研究的很大一部分集中在合成仿生支架上,用于细胞附着和生长以维持组织重建。纳米级材料的主要优势之一是可以优化这些支架的物理和生物特性,从而实现高度定制的平台。不同的纳米材料被用来优化支架的物理特性(即机械强度、电导性)并提供受控的生物活性剂释放。在这种情况下,纳米纤维支架通过改善系统架构提供拓扑支持以引导肌纤维分化和排列。另一方面,导电支架利用骨骼肌组织的内在兴奋性来调节肌细胞的存活、增殖和分化特性(Langridge 等人,2021 年)。本综述概述了纳米材料在肌肉疾病中的应用,重点介绍了它们在组织工程方法和 DDS 中的应用,并探索了一些无机 NP 作为免疫调节剂的内在潜力(图 1)。本研究还将讨论该领域的未来前景以及限制这些纳米系统从实验室到临床的有效转化的困难。
Lorenzo Albertazzi标题“当时了解纳米医学一分子”摘要纳米材料彻底改变了生物医学领域,引入了用于药物输送,分子成像,再生医学和生物化的创新方法。了解生物环境中的纳米材料结构,功能和行为对于有效材料的合理设计至关重要。在这里,我们将介绍高级显微镜技术在体外和细胞中以纳米分辨率和单分子敏感性可视化生物材料。我将在纳米医学和成像的交集上讨论三个主要主题:i)将超分辨率显微镜用作新材料表征工具,ii)使用单分子显微镜在个性化医学和iii中使用单分子显微镜研究细胞生物标志物,以及III的III)如何将细胞材料相互作用的HT成像用于新型材料的快速设计。Short Bio Lorenzo Albertazzi是TU/E生物医学工程系的副教授,领导研究小组纳米医学纳米镜检查。在他的大部分职业生涯中,他一直在化学和生物物理学之间跳跃。在他的研究中,他现在旨在结合使用光学显微镜和纳米镜检查在生物环境中对合成材料的分子理解。他获得了Scuola Normale Superiore(意大利PISA)的化学硕士学位(2007年)和生物物理学博士学位(2011年)。然后,他加入了Eindhoven技术大学(TU/E,荷兰),担任博士后和NWO Veni研究员。2015年,他移居巴塞罗那(西班牙)前往加泰罗尼亚生物工程研究所(IBEC),开始了他目前领导的纳米医学组的“纳米医学”组。2018年,他被任命为TU/E生物医学工程系的副教授。
纳米医学是纳米技术与医学科学的融合,它释放了医疗保健领域的变革潜力。然而,要充分利用纳米医学的优势,需要彻底了解其监管环境。本文深入讨论了监管考虑因素,包括分子安全评估、监管环境的协调以及塑造创新的未来。分子安全评估需要评估纳米颗粒和生物分子之间的相互作用,确保分子水平的兼容性。协调涉及制定国际标准和指南以形成一致的监管方法,而塑造创新则强调将分子安全评估整合到开发的早期阶段。挑战包括需要标准化的评估方法、平衡创新与安全以及解决新分子设计的独特特征。随着纳米医学格局的发展,有效的监管策略必须引导分子和技术的复杂相互作用,确保患者获得药物和产品安全。
研究主题“传染病中的纳米医学:药物输送和疫苗”重点关注纳米制剂在输送候选疫苗和药物以开发针对传染病的干预方法中的作用。它包括八篇原创文章和评论文章。传染病,例如由结核分枝杆菌 (Mtb) 引起的传染病结核病 (TB),是发展中国家死亡率上升的主要原因之一。将药物输送到疾病部位是实现其治疗效果的挑战。因此,人们一直在努力使用基于脂质的纳米级药物输送系统 (NDDS) 来增强药物并使其在疾病部位可用。基于纳米载体的疗法有助于克服用于开发针对结核病的治疗干预措施的几种药物的毒性和溶解度差的问题(Rajput 等人)。多种纳米级载体及其在药物和疫苗输送中的应用,以及它们如何进化以克服与持续和目标特定输送、稳定性、耐久性、功效和生物分布相关的挑战。它们还能使药物被活性巨噬细胞吸收(Rajput 等人),而活性巨噬细胞被用作纳米载体主动和被动靶向的靶位。纳米载体与目标特定配体锚定,以持续和目标特定输送药物和抗原,从而有效输送(Limocon 等人)。这些配体锚定的纳米载体由壳聚糖制成,可局部和全身提高药物浓度,这种输送系统介导的药物输送增加了治疗结核病的潜力(Limocon 等人)。醋氯芬酸 (ACE) 是一种环氧合酶 2 抑制剂,是双氯芬酸类衍生物,用于全身炎症性自身免疫性疾病、类风湿性关节炎 (RA) 的对症治疗。部分溶解性、高亲脂性和稳定性问题对外用制剂的开发提出了挑战。因此,Garg 等人开发并表征了基于纳米结构脂质载体 (NLC) 的 ACE (ACE-NLC) 水凝胶,以实现有效的透皮给药。使用不同的脂质通过各种方法制备 NLC 微乳剂,并根据粒度、电位、表面形貌和药物包封率进行表征(Garg 等人)。将优化的 NLC 配方加入 Carbopol ® 940 凝胶中,并对该布置进行表征并与现有的市售凝胶 (Mkt-gel) 配方进行比较。体外、离体皮肤动力学建模和体内皮肤保留、渗透和稳定性证实了载有醋氯芬酸的 NLC 制剂在表皮和真皮中更好地分布皮肤的价值。这些研究结果表明,ACE-NLC 渗透到皮肤层深处,并保持皮肤
设计将达到特定器官,组织或细胞类型的治疗方式对于治疗效率和限制靶向脱靶的不良反应至关重要。纳米颗粒载有各种药物,例如核酸,小分子和蛋白质,正在促进这种末端的方式。超出了确定特定指征的目标的需求,足够的设计必须解决多个生物屏障,例如全身性障碍,稀释和非特异性分布,组织渗透和细胞内运输。近年来,有针对性输送的领域发展迅速,在低估了生物障碍物方面取得了巨大进展,以及将纳米颗粒功能功能化的新技术,具有靶向部分的纳米颗粒,以获得准确,特定和高度选择性的递送。实施多功能纳米载体和机器学习模型等新方法将推进设计安全的细胞特异性纳米颗粒输送系统的领域。在这里,我们将批判性地回顾该领域的当前进展,并提出新的策略,以改善特定于细胞的有效载荷的特定细胞。
• 盖茨基金会对 mRNA 技术、单次注射给药和微针阵列贴片 (MAP) 进行了大量投资 • 这种协同作用的潜在影响预计将是巨大的,特别是在未来疫苗展示(例如联合疫苗)的背景下 • 我们优先考虑的一个关键方面是这些技术实现稳健性和一致性的能力以及它们的工业化实现可扩展性的能力
Samar El Achy 博士是亚历山大大学医学院解剖病理学助理教授,同时还担任再生医学及其应用卓越研究中心纳米医学实验室的执行经理。EL Achy 博士于 2002 年获得亚历山大大学医学院医学和外科学学士学位。她从 2004 年开始从事解剖病理学领域的职业道路,处理癌症诊断和管理的各个方面,体验并认识到这门科学的差距,这引发了她对探索癌症诊断和治疗新方法的兴趣,即纳米医学领域。从那时起,她在美国芝加哥西北大学完成了纳米医学领域的博士学位研究。回国后,她与亚历山大医学院团队一起在建立再生医学、细胞培养和纳米医学综合研究中心方面发挥了关键作用。过去 10 年,她的主要研究经验集中在使用纳米诊疗技术检测和治疗癌症、纳米毒性,以及最近特别关注的基因传递纳米疗法。她参与了多个由国家和国际资助机构资助的项目,并通过在实验室举办的研讨会、会议和观察项目积极推动她所在大学的“纳米技术教育”。您可以通过她的领英页面和电子邮件联系 El Achy 博士:samarelachy@gmail.com , samar.elachy@alexmed.edu.eg 。
R. O. Rodrigues博士,G。Minas教授微机电系统中心(CMEMS-NUMINHO)MinhoAzurém校园,Guimarães4800-058,葡萄牙电子邮件:Raquel.rodrigues@deii.uminho.pt; gminas@dei.uminho.pt R. O. Rodrigues博士,P。C。Sousa博士,J。GasparMicrofacional和探索性纳米技术INL-伊比利亚伊比利亚纳米技术实验室AV。大师何塞·维加(JoséVeiga),布拉加(Braga)4715-330,葡萄牙博士M.Bañobre-lópez博士高级(磁性)疗法纳米结构实验室纳米医学单位 - 伊伯利亚纳米技术实验室AV。大师何塞·维加(JoséVeiga),布拉加(Braga)4715-330,葡萄牙教授R. Lima运输现象研究中心(CEFT)PORTO大学工程学院(FEUP)R。Roberto Frias博士,Porto 4200–465,Porto 4200-465,葡萄牙教授。 4800-058,葡萄牙
SAGAR R PARDESHI 1,2 , MAHESH P MORE 3 , ABHIJEET D KULKARNI 4 , CHANDRAKANTSING V PARDESHI 5 , PRITAM B PATIL 6 , ANKIT S PATIL 1 , PRABHANJAN S GIRAM 7 , HITENDRA S MAHAJAN 5 , PRASHANT K DESHMUKH 3 , PRADUM P IGE 8 , GOVIND K PATIL 1 and JITENDRA B NAIK 1, * 1 1 1号药品系,大学化学技术研究院,KBC北马哈拉施特拉邦大学,JALGAON 425001,印度2号,2印度圣约翰药物和研究所制药系University,Nashik 422213,印度5号药物系,R.C。PATEL药学教育与研究研究所,Shirpur 425405,印度6 6化学工程系,Shri S'ad Vidya Mandal技术研究所,Bharuch 392001,印度7,印度7号药物系Abasaheb Kakade B. Pharmacy,Ahmednagar 414503,印度 *信函作者(jbnaik@nmu.ac.in)PATEL药学教育与研究研究所,Shirpur 425405,印度6 6化学工程系,Shri S'ad Vidya Mandal技术研究所,Bharuch 392001,印度7,印度7号药物系Abasaheb Kakade B. Pharmacy,Ahmednagar 414503,印度 *信函作者(jbnaik@nmu.ac.in)
摘要:结直肠癌 (CRC) 是全球第三大常见癌症,转移性 CRC 是一种致命疾病。受 CRC 感染的组织显示出几种分子标记,可用作新策略来创造治疗该疾病的新方法。肝脏和腹膜是转移最常发生的地方。一旦肿瘤转移到肝脏,腹膜癌病通常被视为该疾病的最后阶段。然而,近 50% 的腹膜癌病 CRC 患者没有肝转移。由于该疾病在晚期对现有治疗选择的反应不佳,并且需要在早期进行准确诊断,因此必须开发新的诊断和治疗方法。纳米技术中可能发现许多独特而神奇的纳米材料,它们有望用于诊断和治疗。多种纳米材料和纳米制剂,包括碳纳米管、树枝状聚合物、脂质体、二氧化硅纳米颗粒、金纳米颗粒、金属有机骨架、核壳聚合物纳米制剂和纳米乳剂系统等,可用于 CRC 的靶向抗癌药物输送和诊断目的。治疗诊断方法与纳米医学相结合已被提议作为改善 CRC 检测和治疗的革命性方法。本综述重点介绍了用于 CRC 检测和治疗的纳米平台开发的最新研究、潜力和挑战。