《Nature》子刊:澳洲「蛋白質生物感測器」 助即時監測體內化療藥濃度

2021/12/20
《Nature》子刊:澳洲「蛋白質生物感測器」 助即時監測體內化療藥濃度
近(8)日,澳洲昆士蘭科技大學(QUT)的研究人員,開發出一項基於蛋白質的生物感測器,透過電訊號偵測特殊人造蛋白質濃度,未來將能經由如血糖儀的輕便器材,隨時監測病人使用化療藥、免疫抑制劑等高毒性藥物時

(8)日,澳洲昆士蘭科技大學(QUT)的研究人員,開發出一項基於蛋白質的生物感測器,透過電訊號偵測特殊人造蛋白質濃度,未來將能經由如血糖儀的輕便器材,隨時監測病人使用化療藥、免疫抑制劑等高毒性藥物時,體內藥物的濃度。該研究發表於期刊《Nature Communications》。

研究人員開發出一項可由常見化療藥物「甲氨蝶呤」(methotrexate)控制的人造蛋白質系統。該工具為一項「化學誘導二聚化」(chemically induced dimerization)系統,當遇到甲氨蝶呤時,蛋白質複合物的構型會出現變化,再透過電路系統量測該變化,便能得知血液檢體中的藥物濃度。

該技術使用的人造蛋白質,是細菌所生產,並以重組DNA技術加以改造而成。

領導研究的QUT教授Kirill Alexandrov表示,由於蛋白質具有高度複雜性,且較為脆弱,因此要建構為生物感測器並不容易;但他們模組化的設計有助於解決此問題,且不僅是針對治療藥物,未來還能適用於其他任何小分子。

Alexandrov表示,他們的技術相當於目前常見的血糖儀量測方式,能在簡便的設備上進行如治療藥物監測等檢驗,這些設備可在小型、區域醫院,或遠距診療中使用。

由於許多化療、免疫抑制藥物,對人體毒性大,容易造成器官損傷,因此密切監測患者體內藥物濃度有其必要。不過,目前這類檢測,多需依賴將檢體送至實驗室處理,所以這項有望開發為小型檢測設備的發現,在未來有機會攻占全球高達700億美元的診斷市場。

除了此論文外,加上該團隊另一篇今年10月發表於《Angewandte Chemie》的研究,這項生物感測技術已能準確監測包括甲氨蝶呤,以及免疫抑制劑環孢素A (cyclosporine A)、他克莫司(tacrolimus)、雷帕黴素(rapamune)等藥物在內的血中濃度。

研究人員表示,未來他們將朝向「減少檢體樣本」的方向開發,甚至只要一毫升的血液、花費3~5分鐘,就能檢出藥物濃度。

參考資料:

1. 論文原文:https://www.nature.com/articles/s41467-021-27184-w

2. https://www.eurekalert.org/news-releases/938343

(編譯/巫芝岳)