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

Популярные новости

Способна ли иммунная система детей противостоять ковиду?

Нетренированный детский иммунитет, по-видимому, является ключом к устранению SARS-CoV-2. На детей младшего возраста приходится лишь небольшой процент заражений COVID-19, и эта тенденция озадачила ученых....

Ученые объяснили, почему у млекопитающих большой мозг

Международная команда исследователей выяснила причину того, что у млекопитающих мозг большого размера. Итак, объем мозга и степень интеллекта у животных не связаны друг с...

На МКС отказала российская система получения кислорода

Как следует из переговоров членов экипажа с Землей, на Международной космической станции (МКС) в российском модуле «Звезда» отказала система получения кислорода. Один из российских космонавтов...

Eurekalert: Найдены причины появления зубной боли при употреблении холодных продуктов

Группа учёных из Соединённых Штатов Америки и Германии установила причину болевых ощущений в зубах у некоторых людей, когда они едят холодные продукты. Целью исследования было...

На Урале созданы ёмкости для хранения радиационных отходов

Коллективу учёных из филиала Южноуральского государственного университета в Златоусте выдан патент на новый способ получения трубной заготовки из стали, обладающей повышенной радиационной стойкостью. Данное изобретение...

В Израиле обнаружен осколок кувшина с древнейшим алфавитом 1450 года до н.э.

Накануне стало известно о необычной находке археологов в Израиле. В поле их зрения попался осколок кувшина с древним алфавитом. С помощью этой находки можно...

Новый материал показывает нулевое тепловое расширение при нагреве свыше 1000 градусов

Специалисты из Австралии изобрели самый термостойкий материал на планете — сплав скандия, алюминия, вольфрама и кислорода, демонстрирующий нулевое тепловое расширение в диапазоне температур от...

Ученые узнали, как избавиться от ненужных мыслей

Исследователи США разработали новый способ избавления от нежелательных мыслей. По мнению специалистов из Колорадо, самым эффективным способом является полная очистка или же замена ненужных мыслей...

Собак научили вынюхивать COVID-19 у человека

Наших четвероногих друзей научили весьма практичному навыку, а именно распознавать зараженного коронавирусом человека по запаху его подмышек. Этому собак научили французские и ливанские кинологи, и...