Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Новая система доставки квантовых точек в живые клетки

Мария Костюкова, Nanonewsnet

Изучение процессов, происходящих в живых клетках, требует разработки новых методов исследования, в которых клетка не претерпевает резких и разрушительных изменений. Учеными из Университета Торонто представлена новая неинвазивная стратегия создания многофункциональных наносистем для изучения внутриклеточных процессов в живых клетках.

Широко используемые в современных клеточных исследованиях наночастицы класса квантовых точек (QDs) служат флуоресцентными зондами и капсулами для направленной доставки лекарств. Благодаря высокой химической стабильности, возможности варьирования флуоресцентных свойств и конъюгирования биологически активных молекул с поверхностью QDs, эти наночастицы могут применяться учеными для изучения процессов внутри клеток. Однако применение микроскопии в визуализации клеточных процессов осложняется накоплением QDs в эндосомах и на рецепторах клеточной мембраны. Это – большой недостаток в задачах высвобождения большого количества QDs в цитоплазму и причина серьезных повреждений клеточной мембраны и затруднения нормального функционирования клеточных органелл, участвующих в транспорте белков.

Учеными Университета Торонто во главе с профессором Уорреном Чаном (Warren Chan) разработана новая стратегия перемещения квантовых точек внутрь клетки, не сопровождающаяся повреждением мембраны и накоплением в ней наночастиц.

Наночастицы были инкапсулированы в био-разлагаемый гидрогель и модифицированы антителами, специфически связывающимися с рецепторами мембраны клетки. Полученная нанокомпозитная структура, состоящая из QDs проникает в клетки без разрушения мембраны, а затем гидролизуется в цитоплазме, высвобождая индивидуальные наночастицы QDs.

Более ранние попытки ученых осуществить транспорт пептидов в клетку с помощью наночастиц оказывались неудачными из-за природных мембранных механизмов клетки, ограничивающих попадание чужеродных объектов внутрь нее. Другие методы, такие как микроинъекции и электропорация не являются достаточно производительными и сильно повреждают клетки.

Единственный метод, который позволяет высокопроизводительно и без разрушения мембраны произвести транспорт веществ в клетку – это использовать фагоцитарную особенность мембраны, то есть специфическое связывание антител, покрывающих наночастицу, с рецепторами мембраны и последующий эндоцитоз частицы. Попав в клетку, наночастица гидролизуется, высвобождая доставляемые QDs в цитоплазму. Таким образом достигается высокая концентрация наночастиц, лекарства или биоконъюгата в непосредственной близости белков-мишеней в клетке.

Механизм высвобождения и внутриклеточного направленного воздействия квантовых наноточек.
Схематически изображен захват клеткой и эндоцитоз био-разлагаемой наночастицы, покрытой антителами к рецепторам клеточной мембраны, с последующим ее гидролизом в цитоплазме клетки и высвобождение инкапсулированных в ней наночастиц QDs для воздействия на внутриклеточные структуры

«Биосовместимость разработанной нами системы доставки наночастиц существенно расширяет горизонты возможных применений QDs для исследования внутриклеточных структур и фундаментальных процессов непосредственно в живой клетке, – рассказывает профессор Чан. – Мы наблюдаем существенное улучшение биосовместимости наших наноструктур по сравнению с простыми QDs и поэтому рассчитываем на минимальную цитотоксичность».

Данный подход позволяет одновременно вводить в клетку наночастицы с несколькими инкапсулированными в них клеточными маркерами, обладающими различными флуоресцентными характеристиками.

Результаты проведенной работы были опубликованы в журнале Nano Letters (Biodegradable Quantum Dot Nanocomposites Enable Live Cell Labeling and Imaging of Cytoplasmic Targets).

Дальнейшие исследования ученых будут посвящены детальному изучению поведения нанокомпозитов на основе квантовых точек внутри клетки, поскольку только эти знания могут обеспечить полное понимание нюансов и возможностей новой технологии.

Источник: NanoWerk, Live cell imaging with biodegradable quantum dot nanocomposites

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
14.10.2008

Читать статьи по темам:

доставка препаратов наночастицы Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Наночастицы для лечения лекарственно-устойчивых форм рака

Двойное действие нового вида противоракового препарата направлено на доставку лекарства к опухолевым клеткам, а также на подавление эффекта резистентности, часто возникающего в результате медикаментозного лечения.

читать

Для наночастиц форма имеет большое значение

Наночастицы, имеющие форму бактерий, легко проникают внутрь клеток. Согласно результатам исследования, форма наночастиц влияет на их эффективность в лечении различных заболеваний.

читать

Пластырь вместо шприца

В эксперименте на животных пластырь с вакциной оказался даже эффективнее инъекции. Это может объясняться тем, что вакцина, введенная с помощью пластыря, проникает непосредственно под поверхность кожи, где находится множество иммунных клеток, и вызывает более сильный иммунный ответ.

читать

Полосатые наночастицы

Золотые наночастицы, покрытые чередующимися полосами гидрофобных и гидрофильных синтетических молекул, что имитирует упорядоченную структуру белков, проникали через мембрану, не причиняя клетке вреда.

читать

Генная терапия в таблетке

Nanoparticles-in-Microsphere Oral Systems (NiMOS) – безопасная и эффективная система доставки терапевтических генов для перорального применения, не требующая использования вирусных векторов.

читать