Наночастицы не лезут в мозг? Смажь полиэтиленгликолем!
Покрытие из полиэтиленгликоля повышает способность наночастиц диффундировать в ткань головного мозга
LifeSciencesToday по материалам Phys.Org: Polymer coating allows nanoparticles to diffuse through the brain
Американские ученые нашли способ повысить способность наночастиц большего, чем ранее размера диффундировать в ткань головного мозга. Такие наночастицы могут стать новым средством доставки лекарственных препаратов для адресного лечения таких заболеваний, как опухоли мозга и инсульт.
Проблема, с которой сталкиваются ученые, пытаясь доставить в мозг наночастицы, состоит в том, что вещество, заполняющее пространство между клетками мозга, обладает высокой вязкостью и по своим свойствам близко к слизи. Распространение наночастиц размером более 64 нанометров в среде с такими свойствами резко ограничено. Это затрудняет использование большинства нанотехнологических средств доставки, так как наночастицы необходимого размера не могут эффективно проникать в мозговую ткань.
Пытаясь найти способ доставки более крупных наночастиц, ученые Школы медицины Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University School of Medicine) во главе с Элизабет Нэнс (Elizabeth Nance) и Джастином Хейнсом (Justin Hanes), PhD, экспериментировали с наночастицами различных размеров и с разным покрытием. Решение было найдено, когда ученые плотно покрыли наночастицы полиэтиленгликолем (ПЭГ). Покрытые ПЭГ наночастицы размером 114 нм активно распространялись по ткани только что умершего человеческого мозга. Эти результаты были подтверждены в экспериментах с частицами размером до 100 нм на мозге живых мышей и на образцах мозга крыс.
Слева: покрытые полиэтиленгликолем наночастицы (зеленые) проникают в нормальный мозг грызуна. Без ПЭГ-покрытия отрицательно заряженные гидрофобные частицы (красные) такого же размера не могут проникнуть в мозговую ткань.
Справа: подсвеченные зеленым наночастицы, покрытые ПЭГ, могут перемещаться по каналам и областям между клетками мозга, показанным как темные округлые пятна. Наночастицы, также покрытые ПЭГ, но гораздо большего размера (красные) задерживаются клетками и компонентами внеклеточной среды мозга.
Фото: Elizabeth Nance, Graeme Woodworth, Kurt Sailor.
Полиэтиленгликоль – низкотоксичный полимер с широким спектром применения, в том числе в качестве диспергента в зубных пастах и кремах для кожи и антипенообразователя в пищевых продуктах. Как покрытие для наночастиц ПЭГ защищает наночастицы от гидрофобных и электростатических взаимодействий с тканями и предотвращает их слипание с клетками мозга. При диаметре более 114 нм частицы начинают прилипать к клеткам, но д-р Хейнс считает, что предельный размер наночастиц может достигать 200 нм, так как именно таков размер пор в межклеточной среде головного мозга.
Проникновение в мозг наночастиц большего размера, как ожидается, позволит сделать доставку лекарственных препаратов более равномерной, продолжительной и эффективной. Такие наночастицы могут найти применение в лечении опухолей головного мозга, инсульта, нейровоспаления и других заболеваний мозга, при которых поврежден гематоэнцефалический барьер или возможно использование стратегий местной доставки.
Однако исследователи считают, что до начала клинических испытаний необходимо провести дополнительные исследования, чтобы получить информацию о возможных нежелательных побочных эффектах или токсичности загруженных лекарственными препаратами наночастиц.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Translational Medicine:
Nance et al., A Dense Poly(Ethylene Glycol) Coating Improves Penetration of Large Polymeric Nanoparticles Within Brain Tissue.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
17.09.2012