logo

Пользовательского поиска

Tuesday 25th of September 2018

Инженеры-химики MIT создали наночастицы, «раздевающиеся» для раковых опухолей

PDF Печать E-mail
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
04.05.2011 22:31

 

 

Инженеры-химики Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) разработали новый тип наночастиц для доставки лекарственных препаратов. Механизм действия этих наночастиц основан на общей почти для всех раковых опухолей особенности: кислотность опухолевой ткани выше, чем здоровой.

3

 

Научный сотрудник Института интегративных исследований рака профессор химической инженерии MIT Пола Хэммонд (Paula Hammond). (Фото: Dominick Reuter)

 

 


Мишенью таких наночастиц может быть опухоль практически любого типа, и они способны нести практически любой тип лекарственных препаратов, объясняет Пола Хэммонд (Paula Hammond), научный сотрудник Института интегративных исследований рака Дэвида Коха (David Н. Koch Institute for Integrative Cancer Research) при Массачусетском технологическом институте и старший автор статьи, опубликованной в журнале ACS Nano.


Как и большинство других наночастиц для доставки лекарственных препаратов, новые разработанные в MIT наночастицы покрыты полимерной оболочкой, защищающей их от разрушения в крови. Однако ученые из MIT добились того, что этот «плащ» спадает с наночастицы, как только она попадает в окружающую опухоль среду с несколько более высоким уровнем кислотности. Находящийся под полимерным покрытием слой обнажается и позволяет наночастице проникать в отдельные опухолевые клетки. По данным, приведенным в статье в ACS Nano, в организме мышей такие наночастицы циркулируют в крови 24 часа, накапливаются вблизи опухоли и проникают в ее клетки.

Новый подход, используемый инженерами из MIT, отличается от принятых большинством разработчиков наночастиц. Как правило, ученые стараются сделать опухоль мишенью, оснастив свои частицы молекулами, специфически связывающимися с белками на поверхности раковых клеток. Проблема такой стратегии заключается в сложности нахождения правильной мишени – молекулы, представленной на всех раковых клетках конкретной опухоли, но не на здоровых клетках. Кроме того, мишень, подходящая для лечения одного типа рака, вполне может оказаться бесполезной при лечении другого.

2

 

Внешний слой этой наночастицы (желтый) «спадает» с нее в кислой среде. (Рис. Stephen Morton)

 

 

 


Хэммонд и ее коллеги решили воспользоваться свойством более высокой кислотности опухоли, являющимся побочным продуктом ее усиленного метаболизма. Раковые клетки растут и делятся гораздо быстрее нормальных, и такая метаболическая активность требует большого количества кислорода, повышающего кислотность. По мере роста опухоли ткань становится все более и более кислой.

Для создания своих целевых наночастиц ученые использовали технологию, известную как «послойная сборка» (layer-by-layer assembly). Это означает, что каждый слой может быть «запрограммирован» на выполнение определенной функции. После разрушения в кислой среде опухоли внешнего слоя из полиэтиленгликоля (PEG) начинает действовать положительно заряженный средний слой наночастицы. Электрический заряд этого слоя помогает преодолеть еще одно препятствие на пути адресной доставки лекарственного препарата: наночастице трудно попасть внутрь клеток, но положительные заряды на ее поверхности помогают ей проникнуть в отрицательно заряженную клеточную мембрану. Однако такие частицы нельзя вводить в организм без своего рода «плаща», потому что в противном случае они разрушат и здоровые ткани.

Внутренний слой наночастицы может быть полимером, несущим противораковый препарат, или квантовой точкой, используемой для визуализации, или практически всем, что разработчик считает нужным доставить в раковую клетку, объясняет Пола Хэммонд, являющаяся также профессором химической инженерии MIT.

Попытки разработать наночастицы, использующие кислотность опухоли, предпринимаются и другими учеными, но профессор Хэммонд сумела первой успешно провести испытания на животных.


4

Полимерное покрытие (светло-синее) разрушается при приближении частицы к опухоли. Положительные заряды среднего слоя способствуют поглощению наночастицы клеточной мембраной и ее попаданию внутрь клетки. (Рис. Stephen Morton)


Профессор онкологии и фармакологии Юго-западного медицинского центра Техасского Университета (University of Texas Southwestern Medical Center) Джинминь Гао (Jinming Gao) считает использование послойной сборки для создания наночастиц с защитным слоем, разрушающимся при достижении опухоли, очень умным решением. «Это хорошее доказательство концепции», - говорит Гао, не принимавший участия в разработке наночастицы. «Этот метод может стать общей стратегией усовершенствования доставки лекарственных препаратов с использованием в качестве мишени кислого микроокружения опухоли».

Ученые планируют продолжить работу над своими наночастицами и проверку их способности доставлять препараты на животных. По мнению Хэммонд, для перехода к клиническим испытаниям потребуется 5-10 лет работы.

Сейчас группа профессора Хэммонд занимается созданием наночастицы, способной доставлять несколько полезных грузов. Например, внешний полиэтиленгликолевый слой мог бы нести какой-либо лекарственный препарат или ген, которые сделали бы раковые клетки более восприимчивыми к препарату, находящемуся в ядре наночастицы.

 

 

По материалам

Removable ‘cloak’ for nanoparticles helps them target tumors

 

Аннотация к статье Layer-by-Layer Nanoparticles with a pH-Sheddable Layer for in VivoTargeting of Tumor Hypoxia

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday1310
mod_vvisit_counterYesterday1372
mod_vvisit_counterThis week4343
mod_vvisit_counterLast week12560
mod_vvisit_counterThis month29651
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4120057

We have: 54 guests, 1 bots online
Your IP: 54.166.141.69
 , 
Today: Сен 24, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.