科技日報記者 張夢然
美國斯克里普斯研究所團隊開發出一種實現單細胞級別精準定位的新成像技術——vCATCH，其能在體內“照亮”藥物與單細胞結合的位點，有助發現藥物的副作用。相關研究發表在《細胞》雜志上。
在藥物進入體內后，人們并不清楚它們實際上是如何與靶標相互作用的，這一過程基本還是個黑匣子。對于大多數藥物，科學家只能作出推測。傳統方法可顯示藥物大致的器官分布，以及藥物在肝臟等器官中的整體濃度，但無法精確定位藥物與哪些細胞結合，更難以發現藥物可能意外作用的部位。
vCATCH技術實現了單細胞級別的精準定位。該技術適用于共價藥物，這類藥物能與靶點永久性結合。團隊在給小鼠注射藥物前，先為藥物分子添加一個微小的化學手柄。待藥物在體內結合后，團隊利用點擊化學原理——一種像拼樂高積木一樣精準連接分子的技術，將熒光標簽連接到藥物手柄上，從而揭示每個藥物分子的最終位點。
團隊還與工程師合作開發了基于人工智能的分析流程，能夠自動識別全身的藥物結合細胞。
在驗證實驗中，他們繪制了抗癌藥物伊布替尼和阿法替尼的結合圖譜。結果顯示，伊布替尼不僅與血細胞中的目標結合，還會與肝臟、心臟組織和血管中的免疫細胞結合，這為其可能引起心律不齊和出血的副作用提供了合理解釋。
目前，團隊正在利用vCATCH技術探索癌癥藥物是否能更具選擇性地靶向腫瘤細胞，并研究抗抑郁藥等藥物在大腦中的作用機制。
團隊成員表示，這項技術有望成為測試候選藥物的有力工具，幫助確保藥物能強力結合靶標，同時避免在其他器官產生不良結合，從而在新藥開發早期降低潛在風險。
總編輯圈點
過去，大多數情況下，我們對藥物的療效只知其結果，藥物發揮療效的過程卻如同“黑匣子”，難以知曉。如今，隨著生命科學技術的進步，科學家可以綜合利用熒光標記、分子成像等技術，清晰“看到”藥物如何與單個細胞發生作用。這種精準成像技術，無疑將為藥物研發和治療帶來巨大變革。它可以幫助科學家快速判斷藥物是否精準作用于預期目標細胞，找出某些藥物無效或存在副作用的具體原因，從而助力設計出更有效、更安全的新藥。
