Все выпуски  

Новая наночастица для обнаружения рака и адресной доставки лекарств


ВЫПУСК 76

 

 

 

Новая наночастица для обнаружения рака и адресной доставки лекарств

 

Ученые Университета Флориды (University of Florida) разработали новую наночастицу, которая может улучшить обнаружение рака и адресную доставку лекарств. Частица, называемая мицеллой, состоящая из кластера молекул-аптамеров, легко распознает опухоли и прочно связывается с ними. Она также обладает свойством проникать внутрь клеток, что важно для биомедицинских исследований, и доставлять в них лекарства.

 

«Это очень важно, так как мы можем присоединить лекарство к аптамеру и добиться его проникновения в клетку», - говорит Янронг Ву (Yanrong Wu), научный сотрудник Университета Флориды и автор статьи, описывающей разработку, в Proceedings of the National Academy of Sciences.

 

Так как доставка лекарственного препарата к больным клеткам становится более адресной, мицеллы уменьшают вред здоровым клеткам даже при больших дозах химиотерапии. Существующие в настоящее время методы часто разрушают нормальные клетки в процессе воздействия на опухолевые.

 

В биологических экспериментах молекулы-зонды проявляли свойства, позволяющие им обнаруживать другие молекулы или организмы, представляющие интерес для ученых, например, вирусы. По сравнению с существующими зондами, такими как антитела, аптамеры имеют преимущества с точки зрения простоты производства и идентификации, меньшего времени отклика и гораздо меньшей молекулярной массы.

 

Аптамеры, строительные блоки мицелл, представляют собой короткие одноцепочечные ДНК, которые могут распознавать другие молекулы определенной химической конформации. В предыдущих опытах по доставке лекарств выяснилось, что к самим аптамерам можно присоединить лишь ограниченное количество веществ, и они не всегда эффективно определяют опухолевые клетки. Поэтому ученые Университета Флориды решили «улучшить» молекулу и повысить ее пользу для биомедицинских исследований, учитывая условия жидких сред организма.

 

Они успешно превратили молекулы аптамеров в комбинацию для распознания и доставки в клетки нерастворимых в воде химических соединений, в том числе и лекарственных препаратов, путем инкапсуляции их внутри водорастворимых структур.

 

Для этого команда, возглавляемая Вейхонгом Таном (Weihong Tan), профессором химии в Колледже свободных искусств и наук (College of Liberal Arts and Sciences) и профессором физиологии и функциональной геномики в Медицинском колледже Университета Флориды (UF College of Medicine), присоединила к аптамеру гидрофобный хвост. Новые молекулы кластеризуются, образуя мицеллу, в которой гидрофобные хвосты расположены внутри, а гидрофильные части структуры - снаружи. Таким образом, мицелла может содержать нерастворимые в воде вещества в центре своей структуры, защищая их, и помочь их доставке в клетки.

 

«Это своего рода технология «стелс», когда клетки видят только гидрофильную часть, а лекарственный препарат находится внутри гидрофобной», - говорит Ник Турро (Nick Turro), Швейтцеровский профессор химии в Колумбийском университете (Columbia University), не принимавший участия в разработке. «Это открывает перед нами целый ряд ранее недоступных возможностей».

 

В экспериментах, имитирующих физиологические условия, мицеллы оказались более чувствительными, чем простые молекулярные зонды. Мицеллы более прочно связываются с клетками-мишенями. Это ведет к более простому и более раннему обнаружению биомаркеров таких заболеваний, как рак.

 

«Если мы говорим о диагностике, то аптамеры, собранные в мицеллы, дают гораздо более мощный сигнал, чем отдельные аптомеры, поэтому мы можем обнаруживать очень небольшие количества нужного нам вещества», - говорит Тан.

 

Структура мицелл также может оказаться полезной для более точного определения того, сколько пораженной ткани осталось после химиотерапии или хирургической операции.

 

К настоящему моменту ученые успешно продемонстрировали возможности мицелл в смоделированных физиологических условиях. Следующим шагом будет проведение экспериментов на настоящих опухолях.

 

 

По материалам University of Florida.

 

 

Оригинал статьи

 

New nanoparticle could improve cancer detection, drug delivery

 

 

 


В избранное