Для наночастиц форма имеет большое значение
Профессор университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и университета штата Северная Каролина (г. Роли) Джозеф деСимоне (Joseph DeSimone) протестировал способность наночастиц, имеющих формы кубов и коротких и длинных цилиндров, поглощаться клетками человека в культуре. Оказалось, что удлиненные наночастицы в проникают внутрь клеток в 4 раза быстрее, чем короткие цилиндрические формы того же объема. ДеСимоне отмечает, что наиболее эффективные в этом отношении наночастицы по форме напоминают бактерии определенных типов, быстро инфицирующие клетки.
Специалисты давно предполагали, что копирование характерных форм бактерий, грибков, клеток крови и даже частиц пыльцы улучшит способность наночастиц доставлять препараты в пораженные болезнью клетки организма. Однако проверить эту гипотезу было достаточно сложно. Для этого необходимо быстро изготовить миллиарды частиц, обладающих идентичными параметрами: размером, химическим составом и формой, после чего систематично изменять эти параметры и оценивать эффекты этих изменений.
ДеСимоне предлагает метод быстрой разработки и тестирования широкого спектра форм частиц с одновременным периодическим контролем их размера и химического состава. Например, он может создавать наночастицы различной формы (бумеранги, пончики, шестигранные гайки, цилиндры, кубы), сохраняя при этом постоянный объем, создавать наночастицы в форме бумерангов различных размеров, либо сохранять постоянные размер и форму, меняя при этом химический состав частиц.
В большинстве случаев исследователи работают со сферическими наночастицами, т.к. создание наночастиц других форм достаточно затруднительно. Поэтому разработка деСимоне предоставляет специалистам новые, практически неограниченные возможности.
ДеСимоне также идентифицировал точные механизмы, с помощью которых клетки поглощают наночастицы разных форм. Эти механизмы определяют, в каком компартменте клетки окажется та или иная наночастица. Новая информация позволит исследователям создавать наночастицы, предназначенные для проникновения в определенные органеллы клетки с известным уровнем кислотности. Они также могут «настраивать» частицы таким образом, чтобы они разрушались и высвобождали свой груз при достижении необходимого компартмента клетки, что обеспечит беспрецедентную точность доставки лекарственных препаратов.
ДеСимоне использует разработанную им технологию в изготовлении наночастиц для доставки препаратов внутрь опухолевых клеток. Он уже начинает испытания на мышах с различными типами злокачественных опухолей: раком молочной железы, яичников, шейки матки, легких и предстательной железы, а также лимфомой. Одновременное проведение большого количества экспериментов возможно благодаря легкости, с которой различные молекулы соединяются с его наночастицами. В рамках экспериментов деСимоне будет систематично менять дозировку, размеры наночастиц и другие параметры с целью определения наиболее эффективных комбинаций.
ДеСимоне разработал также наночастицы, по форме, размеру и гибкости напоминающее клетки крови, что позволяет им циркулировать в кровотоке и не удаляться биологическими барьерами. В настоящее время они проходят тестирование на животных в качестве потенциальной основы кровезаменителя. Тестирование проходят также вытянутые, напоминающие червей, наночастицы, легко поглощаемые макрофагами.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам TechnologyReview – Shape Matters for Nanoparticles
01.10.2008