logo

Пользовательского поиска

Sunday 22nd of July 2018

Новое направление в нанотерапии рака: наночастицы золота разрушают клетки питающих опухоль сосудов

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
Автор: Administrator   
06.07.2011 16:45

 

Ученые из Университета Саутгемптона (University of Southampton) разработали «умные» наноматериалы, нарушающие кровоснабжение раковых опухолей.


Группа исследователей во главе с преподавателем физики доктором Антониосом Канарасом (Antonios Kanaras) показала, что небольшая доза наночастиц золота может активировать или подавлять гены, вовлеченные в ангиогенез – сложный процесс, ответственный за доставку кислорода и питательных веществ в большинство типов злокачественных опухолей.

«Синтезированные нами наночастицы золота, функционализированные пептидами, очень эффективно либо активируют, либо ингибируют гены ангиогенеза», - комментирует свою работу доктор Канарас.

Схематическое изображение различных типов наночастиц золота, используемых в экспериментах доктора Канараса и его коллег. NR – наностержни, HG – полые наночастицы, SP – сферические наночастицы, CS – наночастицы с кремниевым ядром и оболочкой из золота.

 

Схематическое изображение различных типов наночастиц золота, используемых в экспериментах доктора Канараса и его коллег. NR – наностержни, HG – полые наночастицы, SP – сферические наночастицы, CS – наночастицы с кремниевым ядром и оболочкой из золота. (Рис. University of Southampton)

 

 

Но ученые пошли на шаг дальше. Лазерно-индуцированные методы, основанные на принципе поверхностного плазмонного резонанса наночастиц, уже представлены в качестве эффективного терапевтического инструмента для разрушения опухолевых клеток. Доктор Канарас и его коллеги применили основанный на лазерном излучении низкой интенсивности метод для повреждения и восстановления жизненно важной категории нераковых клеток – человеческих клеток эндотелия сосудов. Эндотелиальные клетки образуют внутреннюю оболочку кровеносных сосудов и играют ключевую роль в ангиогенезе.

Как показали эксперименты, степень повреждения или восстановления этих клеток зависит от типа наночастиц золота, которые либо имеют своей мишенью клеточную мембрану, либо поглощаются клеткой путем эндоцитоза. Коллоидные наночастицы золота с одинаковым электрическим зарядом и размером, но несущие разные пептидные последовательности могут селективно и целенаправленно включать специфические клеточные функции, связанные с ростом кровеносных сосудов. Ученым удалось достичь специфического связывания несущих пептиды наночастиц с двумя экспрессируемыми эндотелиальными клетками рецепторами (VEGFR-1, NRP-1), контролирующими ангиогенез.

«Мы обнаружили, что в манипуляциях с клеткой наночастицы золота могут играть двоякую роль. Применяя лазерное излучение, мы можем использовать наночастицы либо для разрушения эндотелиальных клеток, ограничивая тем самым приток крови в опухоль, либо для селективного раскрытия клеточной мембраны и эффективной доставки в клетку лекарственного препарата», - объясняет доктор Канарас.


Облучение наночастиц золота  лазером приводит к возникновению явления, известного как поверхностный плазмонный резонанс (surface plasmon resonance). Мембрана человеческих эндотелиальных клеток экспрессирует рецептор фактора роста васкулярного эндотелия - VEGF (vascular endothelial growth factor). Под воздействием лазерного облучения низкой интенсивности наночастицы золота с защитной оболочкой из олигоэтиленгликоля (OEG),  функционализированные пептидами, специфическими связывающимися с рецепторами VEGF, селективно раскрывают  мембрану эндотелиальной клетки (верхний ряд).  Наночастицы с оболочкой из олигоэтиленгликоля, не несущие на своей поверхности специфических лигандов,  поглощаются клеткой путем эндоцитоза, приводя к ее гибели  (нижний ряд).

Облучение наночастиц золота лазером приводит к возникновению явления, известного как поверхностный плазмонный резонанс (surface plasmon resonance). Мембрана человеческих эндотелиальных клеток экспрессирует рецептор фактора роста васкулярного эндотелия - VEGF (vascular endothelial growth factor). Под воздействием лазерного облучения низкой интенсивности наночастицы золота с защитной оболочкой из олигоэтиленгликоля (OEG), функционализированные пептидами, специфическими связывающимися с рецепторами VEGF, селективно раскрывают мембрану эндотелиальной клетки (верхний ряд). Наночастицы с оболочкой из олигоэтиленгликоля, не несущие на своей поверхности специфических лигандов, поглощаются клеткой путем эндоцитоза, приводя к ее гибели (нижний ряд). (Рис. Nano Letters)


Отследив внутриклеточную судьбу функциональных наночастиц и влияние наночастиц с разными пептидными покрытиями на профиль экспрессии генов, связанных с гипоксией и ангиогенезом, ученые убедились в выраженном влиянии их метода на экспрессию важнейших для ангиогенеза генов.

По мнению доктора Канараса и его коллег, их метод лечения, основанный на мягком лазерном облучении, опосредованном плазмоном, в сочетании со специфическим таргетингом клеточных мембран, открывает новые пути управления клеточной проницаемостью и представляет собой новую стратегию регуляции генов в эндотелиальных клетках.

Своей конечной целью исследователи считают разработку полного нанотехнологического набора инструментов для воздействия на процесс ангиогенеза. Они уже прошли около половины пути и, чтобы воплотить свои планы в жизнь в течение пяти-десяти лет, продолжают активный поиск источников финансирования.

 

 

По материалам

Gold nanoparticles bring scientists closer to a treatment for cancer

 

Оригинальные статьи:

Dorota Bartczak, Otto L. Muskens, Timothy M. Millar, Tilman Sanchez-Elsner, Antonios G. Kanaras. Laser-Induced Damage and Recovery of Plasmonically Targeted Human Endothelial Cells

Dorota Bartczak, Tilman Sanchez-Elsner, Fethi Louafi, Timothy M. Millar, Antonios G. Kanaras. Receptor-Mediated Interactions between Colloidal Gold Nanoparticles and Human Umbilical Vein Endothelial Cells

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday213
mod_vvisit_counterYesterday1222
mod_vvisit_counterThis week213
mod_vvisit_counterLast week7705
mod_vvisit_counterThis month20329
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4054775

We have: 53 guests, 7 bots online
Your IP: 54.224.83.221
 , 
Today: Июл 22, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.