Замаскированные под эритроциты наночастицы – универсальное противоядие
Исследователи университета Калифорнии в Сан-Диего, работающие под руководством профессора Лянфана Чзана (Liangfang Zhang), создали биомиметические наночастицы путем помещения ядра из биосовместимого полимера внутрь оболочки эритроцита. Результаты проведенных экспериментов продемонстрировали способность таких наночастиц, получивших название «наногубки», нейтрализовать порообразующие токсины, продуцируемые многими бактериями, в том числе антибиотикорезистентными штаммами, а также яды скорпионов и змей.
По словам авторов, мембраны одного эритроцита достаточно для создания более чем 3 000 наногубок, диаметр каждой из которых составляет около 85 нанометров. Так как эритроциты являются основной мишенью порообразующих токсинов, попадающие в кровоток наногубки выступают в роли «приманки», абсорбирующей и нейтрализующей опасные для организма белки.
Малые размеры наногубок позволяют создавать в кровотоке их высокую концентрацию, во много раз превосходящую концентрацию эритроцитов, что снижает шансы на взаимодействие между токсинами и их естественными мишенями.
Схематическое изображение структуры «наногубки» и механизма ее взаимодействия с токсинами. Иллюстрация авторов
В настоящее время существует достаточно много препаратов, воздействующих на молекулярную структуру порообразующих токсинов, однако каждое из этих средств избирательно нейтрализует только один токсин. Учитывая то, что специалистам известно более 80 семейств порообразующих токсинов, каждый из которых имеет уникальную структуру, создание универсального противоядия является оптимальным решением проблемы.
В экспериментах на животных исследователи продемонстрировали, что введение покрытых эритроцитарной оболочкой наночастиц значительно увеличивало выживаемость мышей, которым вводили сильнодействующие порообразующие токсины: 89% процентов животных, в кровоток которых «наногубки» были запущены до получения летальной дозы выделяемого MRSA альфа-токсина, выжили. Выживаемость мышей, которым «наногубки» ввели после инъекции яда, составил 44 процента.
Биопсия печени животных, проведенная через несколько дней после введения токсина и наночастиц, продемонстрировала отсутствие повреждений. Это свидетельствует о том, что после накопления в печени как наночастицы, так и связанные их поверхностью токсины были без вреда для организма переработаны и выведены.
Исследователи надеются в обозримом будущем провести клинические исследования разработанных ими наночастиц. Они считают, что получение одобрения Управления по контролю за продуктами и лекарствами США не составит большого труда, так как полимерная начинка наночастиц уже одобрена для клинического применения, а эритроцитарная оболочка является компонентом крови человека.
Статья Che-Ming J. Hu et al. A biomimetic nanosponge that absorbs pore-forming toxins опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
17.04.2013