Особые свойства биомиметических наночастиц (НЧ), покрытых клеточной мембраной, привлекли обширные исследования в области наномедицины. Эти свойства включают длительное кровообращение, ускользание от иммунитета, специфическое молекулярное распознавание и эффективное нацеливание на рак, что указывает на большой потенциал таргетной терапии рака.
Однако целостность покрытия клеточной мембраны на НЧ, известная как ключевые показатели, связанные с качеством таких биомиметических систем и, как следствие, биомедицинской функцией, остается в значительной степени неисследованной. В своем текущем исследовании ученые разработали метод тушения флуоресценции для проверки целостности покрытия клеточной мембраны.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications показывает, что значительное большинство наночастиц, покрытых клеточной мембраной, были покрыты лишь частично, когда использовались обычные методы покрытия.
Данные важны, поскольку степень покрытия влияет на биологическую судьбу НЧ. Исследование проводилось на факультете прикладной физики Университета Восточной Финляндии в исследовательской группе профессора Веса-Пекка Лехто
.
Настоящие методы определения характеристик покрытия клеточной мембраны являются только качественными и не позволяют статистически оценить степень и изменчивость покрытия . Когда мы применили разработанный метод количественной оценки для оценки успеха обычно используемых протоколов для производства полностью покрытых наночастиц, мы обнаружили, что доля никогда не превышала 20% .
Личжи Лю, первый автор исследования, Университет Восточной Финляндии
« Наше открытие является большим сюрпризом для всего научного сообщества в области наномедицины, потому что общепризнано, что покрытие клеточной мембраны является идеальным. Несмотря на частичное покрытие, биомиметические НЧ все еще могут быть интернализованы клетками-мишенями различными путями », – заявил д-р Уцзюнь Сюй, один из соответствующих авторов статьи.
Для объяснения этого процесса авторы предложили новый механизм входа в эндоцитоз для таких частично покрытых наночастиц путем компьютерного моделирования. В частности, НЧ с высокой степенью покрытия (≥50%) проникали в клетки отдельно, тогда как НЧ с низкой степенью покрытия (<50%) требовалось агрегировать вместе перед интернализацией.
Настоящее исследование подчеркивает некоторые ограничения текущих протоколов покрытия клеточной мембраны и мотивирует усилия по улучшению протоколов. Разработанный метод количественной оценки является практическим инструментом для оценки успеха этих усилий и установления стандарта для сравнения различных конструкций покрытий .
Веса-Пекка Лехто, профессор кафедры прикладной физики Университета Восточной Финляндии
Ссылка на журнал:
Лю Л., и др. . (2021) Целостность покрытия клеточной мембраны влияет на механизм интернализации биомиметических наночастиц. Nature Communications . doi.org/10.1038/s41467-021-26052-x.
Источник: https://www.uef.fi/en[19459007visible