工程师发现通过海豚研究改善药物的方法

在体内，由钙或尿液收集物制成的晶体形成肿块，可引起疼痛和严重的健康状况。休斯顿大学晶体专家杰弗里·里默(JeffreyRimer)，亚伯拉罕·E·杜克勒化学工程教授，以其使用创新方法控制晶体以帮助治疗疟疾和肾结石的开创性突破而闻名于世，他正在报告一种控制尿酸铵晶体生长的新方法，尿酸铵晶体已知会导致海豚肾结石的物质。

是的，海豚也会患肾结石。我们是如何发现这一点的?你可以感谢海军。

事实上，在海豹突击队上空移动-宽吻海豚是另一种努力保卫我们海岸的海洋哺乳动物。作为美国海军海洋哺乳动物计划的一部分，海豚具有高度进化的探测物体的能力，几十年来一直在帮助美国海军寻找水下水雷。

作为该计划的一部分，海军照顾好海豚朋友，推动对海豚肾结石等问题的研究。Rimer已经乘着海豚研究的浪潮有一段时间了，之前报道了与由尿酸铵制成的海豚肾结石相关的晶体，这种晶体在人类中很少见。

现在，他领导着来自中国天津大学，瑞典斯德哥尔摩大学，匹兹堡大学，斯特拉斯克莱德大学，苏格兰格拉斯哥，德克萨斯A&M大学，普渡大学，墨西哥国立理工大学和劳伦斯伯克利国家实验室分子铸造厂的国际研究团队。

Rimer代表该团队在NatureCommunications上发表了一项新工作，介绍了他们发现的一种通过操纵称为互变异构体的尿酸盐异构体来控制尿酸铵晶体生长的方法。这些发现不仅可能对海豚有帮助，还可能对制药业产生影响。

“我们发现一小部分尿酸盐作为次要互变异构体存在，可以控制晶体生长到可以完全阻止结晶的程度，”Rimer说。“最出乎意料和最了不起的是，当你增加尿酸盐的浓度时，突然间结晶率下降到几乎为零，晶体在该区域不会生长。

Rimer认为，有可能通过饮食控制来模仿这些结果，以获得该范围内的肾脏浓度，因此存在抑制晶体生长的可能性，并且不需要药物。

这适用于海豚和人类，但在未来的研究中会更多。

在检查尿酸盐晶体时，Rimer还发现互变异构体作为缺陷被掺入晶体中，这就是这些发现对药物产生影响的地方。

在排名前200位的药物中，有33种(包括别嘌呤醇，用于治疗肾结石)是互变异构体。这些药物影响着全世界数百万人，用于治疗艾滋病毒、癫痫、COVID-19、精神分裂症和癌症(皮肤、肺癌和胰腺癌)。

“当我们生产出缺陷很少的晶体时，它们的溶解速度要慢得多，而缺陷百分比较高的晶体溶解得更快，”Rimer说。“这对药物至关重要，因为当你把药物放入体内时，它们的有效性与它们溶解的速度有关，”Rimer说。

“我们问的是关于这33种药物的问题——公司真的知道他们出现缺陷的程度吗?同样的问题也可以为自然界提出，其中互变异构体可能会影响对其预期功能至关重要的物种的独特特性，如鱼类的光学特性或变色龙的颜色变化，“他说。