Ученые исследуют доставку медикаментов с поринами напрямую из углеродных нанотрубок

схожие новости

Современная медицина полагается на обширный арсенал лекарств для борьбы со смертельными заболеваниями, такими как пневмония, туберкулез, ВИЧ-СПИД и малярия. Химиотерапевтические агенты продлили жизнь миллионам больных раком, а в некоторых случаях вылечили болезнь или превратили ее в хроническое состояние.

Но доставка этих лекарств в пораженные болезнью клетки остается серьезной проблемой для современной фармакологии и медицины. Чтобы решить эту проблему, ученые Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) и Калифорнийского университета Merced, а также сотрудники из Института биофизики Макса Планка в Германии использовали углеродные нанотрубки, чтобы обеспечить прямую доставку лекарств из липосом через плазматическую мембрану во внутреннее пространство клетки.

Лекарства часто плохо растворимы, сильно токсичны для других тканей или подвергаются быстрой деградации в различных химических средах в организме. Они могут накапливаться в тканях, не являющихся мишенями, связываться с другими клеточными компонентами или могут вовсе не усваиваться в клетках-мишенях.

Липосомные системы доставки направлены на смягчение этих проблем путем инкапсуляции лекарств во внешних носителях, которые циркулируют через кровоток. Однако эти системы предполагают компромисс между повышением стабильности липосом на пути к цели и облегчением высвобождения полезной нагрузки в цитозоль клетки-мишени.

Монтаж изображения художника липосомального носителя лекарственного средства, усеянного поринами из углеродных нанотрубок, который стыкуется с поверхностью раковой клетки и доставляет химиотерапевтический груз с изображением окрашенных клеток, подвергшихся воздействию этих носителей, с помощью флуоресцентной микроскопии. Красное пятно указывает на то, что клетки мертвы и лечение прошло успешно

Большинство современных липосомных стратегий доставки полагаются на эндосомный путь проникновения клеток, который по своей природе неэффективен и часто приводит к деградации лекарственного средства. Обычно используемые катионные липиды, которые усиливают слияние липосом с мембраной-мишенью и усиливают ускользание от эндосом, оказывались токсичными.

— Мы думали, что порины из углеродных нанотрубок могут имитировать функциональность слитого пептида вируса и помогать сливать липосомальные носители с мембранами раковых клеток, — сказал ученый Алекс Ной, руководивший исследованием в LLNL.

В серии экспериментов команда продемонстрировала, что простая платформа из наноматериалов (димер поринов из углеродных нанотрубок малого диаметра) функционирует как мощный промотор слияния мембран. Более того, когда Ной и его команда загрузили в свои липосомы сильнодействующее химиотерапевтическое средство (доксорубицин), эти носители доставляли лекарство к раковым клеткам, убивая большинство из них.

Крупнозернистое молекулярно-динамическое моделирование, проведенное командой Макса Планка, выявило отчетливый и необычный механизм слияния, когда димеры наноматериалов связывают пузырьки, притягивают мембраны друг к другу, а затем сливают их внешние и внутренние листочки, утверждается в статье на официальном сайте LLNL.

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь