Подход помогает достигать доставки лекарств на основе наночастиц

Наночастицы, используемые для доставки лекарств в определенную часть тела, часто преждевременно разрушаются печенью. Йероен Буссманн, химический биолог Лейденского университета, сообщил о новом подходе к предотвращению этого в журнале ACS Nano.

В нанотерапии частицы микронаметрового размера используются для транспортировки лекарств в определенные места в организме; например, для уничтожения опухолевых клеток. У них гораздо меньше побочных эффектов по сравнению с обычной химиотерапией. Однако, повторяющаяся проблема в разработке нанотерапии заключается в том, что наночастицы часто разрушаются преждевременно в печени. В результате вероятность того, что наночастицы достигнут намеченных мест, встречается редко. До сих пор ученые полагали, что этот процесс был работой клеток Купфера, так называемых очищающих клеток в печени.

Клетки из стен кровеносных сосудов

В совместной исследовательской работе, проведенной с Институтом Хюбрехта и Университетом Базеля, Йерун Буссманн сообщил, что клетки в стенках кровеносных сосудов печени (эндотелиальные клетки) обычно играют ключевую роль в этом процессе. Наночастицы распознаются и удаляются белками на поверхности этих клеток. Если эти белки блокируются, то наночастицы больше не будут разрушаться эндотелиальными клетками, и поэтому они могут оставаться в крови в течение более длительного периода. Это важный шаг для доставки наркотиков по назначению в организм.

Отслеживание наночастиц

В этом исследовании личинки рыбок данио использовали Буссман. «Преимущество использования этих личинок состоит в том, что они прозрачны, поэтому мы можем следить за наночастицами, когда они перемещаются через кровеносные сосуды с помощью микроскопа», – объясняет Бюссманн. Он блокировал эндотелиальные клетки, предоставляя личинки рыбок данио особый полимер, который был длинной, взаимосвязанной молекулой. «Когда этот полимер связывается с белками на эндотелиальных клетках, они больше не распознают наночастицы», – объясняет он .

В печени другие очищающие клетки (клетки Купфера) преимущественно идентифицируют частицы размером более 100 нм. Идея заключалась в том, что, используя комбинацию меньших наночастиц и специального полимера, в печень не будет присутствовать больше клеток для удаления наночастиц. Этот подход сработал: наночастицы, вводимые таким образом, не разрушаются и остаются незатронутыми в кровотоке.

Кровеносные сосуды Ласточка наночастиц

В тот момент, когда Буссманн мог быть уверен, что наночастицы были фактически поглощены эндотелиальными клетками, было, когда личинки рыб вводили с наночастицами, содержащими токсическое вещество, которое действует только внутри клеток, но не вне их. Следовательно, когда были убиты только эндотелиальные клетки, Буссманн пришел к выводу, что причиной их смерти было поглощение наночастиц.

С личинками рыбок данио Буссманн также смог точно определить, какой белок в эндотелиальных клетках прикрепляется к наночастицам, а именно к Стабилин-2. Более того, удаление гена для Stabilin-2 привело к значительно более низкому разрушению наночастиц. В настоящее время Бюссманн планирует создать молекулу, которая специфически присоединяется к белку Stabilin-2. В результате функция пробоя клеток может быть сильно ингибирована, в то же время печень не теряет часть своей естественной функции.

Доставка лекарств в клетки

Кроме того, Бюссман хочет исследовать, как именно белок присоединяется к наночастицам и последующему поглощению наночастиц эндотелиальными клетками. «Мы хотим понять каждый шаг в этом процессе, чтобы мы могли в конечном итоге производить наночастицы, которые могут поставлять лекарства не только для печени, но и для каждого типа клеток в организме».

Source link