Золотые нанозвезды доставляют ДНК-аптамеры прямо к ядру раковой клетки
logo

Пользовательского поиска

Friday 17th of August 2018

Золотые нанозвезды доставляют ДНК-аптамеры прямо к ядру раковой клетки

PDF Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
Автор: Administrator   
10.04.2012 12:46

 

 

Золотые нанозвезды

Золотые нанозвезды. (Фото: patapsco.nist.gov)


Нанотехнологии предлагают новые мощные возможности для таргетной терапии рака, но проблем с разработкой таких методов очень много. Ученые Северо-западного университета (Northwestern University), США, первыми создали специализированную наночастицу, способную доставлять лекарственный препарат непосредственно к ядру раковой клетки – важная составляющая эффективности лечения. Кроме того, им впервые удалось визуализировать взаимодействие наночастиц с ядром раковой клетки. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano.


«Наши загруженные препаратом золотые нанозвезды – крошечные автостопщики», - объясняет Тери Одом (Teri Odom), руководившая исследованием, первоначально проводимым на клетках человеческого рака шейки матки и рака яичников. «Они притягиваются к белку на поверхности раковой клетки, который успешно доставляет их к ее ядру. Затем, на пороге ядра, нанозвезды высвобождают лекарственный препарат, который попадает в ядро, чтобы выполнить свою работу».

Тери Одом – профессор кафедры химии Колледжа искусств и наук Вайнберга (Weinberg College of Arts and Sciences), а также профессор материаловедения и инженерии Школы инженерных и прикладных наук Маккормика (McCormick School of Engineering and Applied Science).

Профессор Тери Одом (Teri Odom), PhD.

 

Профессор Тери Одом (Teri Odom), PhD. (Фото: northwestern.edu)

 

 

 

С помощью электронной микроскопии профессор Одом и ее группа установили, что их загруженные лекарственным препаратом наночастицы значительно изменяют форму ядра раковых клеток. Ядра – сначала красивые, почти правильной эллипсоидной формы – изменяют свою конфигурацию и покрываются глубокими складками. Эти изменения после высвобождения лекарственного препарата исследователи связали с умиранием клеток и потерей жизнеспособности всей клеточной популяции – при работе с раковыми клетками и то и другое нельзя расценивать иначе, как положительные результаты.

Продолжив изучение воздействия загруженных лекарством золотых нанозвезд на 12-ти других человеческих клеточных раковых линиях, ученые пришли к выводу: все раковые клетки, кажется, отвечают аналогичным образом. По мнению доктора Одом, это говорит о том, что использование «челночных» способностей белка нуклеолина для транспорта функционализированных наночастиц может стать общей стратегией адресной доставки лекарств в ядра раковых клеток.

Наночастица золота разработана просто и умно. Она имеет форму, близкую к звезде с 5-10 остроконечными лучами. Размер – около 25 нанометров. Обширная площадь поверхности позволяет загрузить наночастицу большим количеством молекул препарата. Так как препарат на поверхности наночастицы стабилизирован, для лечения потребуется меньшее его количество, чем при традиционных терапевтических подходах с использованием свободных молекул.

Препарат, используемый в данном исследовании – одноцепочечный ДНК-аптамер, называемый AS1411. С поверхностью каждой нанозвезды связано около 1000 таких цепочек.

ДНК-аптамер выполняет две функции: он привлекается и связывается с нуклеолином – белком, гиперэкспрессируемым в раковых клетках и обнаруживаемым как на их поверхности, так и внутри; отделяясь от нанозвезды, ДНК-аптамер начинает действовать как лекарственный препарат.

Связываясь с нуклеолином, загруженные лекарством нанозвезды используют этот белок в качестве переносчика внутри клетки и автостопом «путешествуют» к ее ядру. Затем на клетки направляются сверхбыстрые импульсы света. Импульсный свет разрывает связи между поверхностью золота и тиолированными ДНК-аптамерами, которые теперь могут проникнуть в ядро.


Наноконструкции, состоящие из нуклеолин-специфических ДНК-аптамеров и золотых нанозвезд, активно транспортируются к ядрам раковых клеток и вызывают большие изменения в их фенотипе. Количество местных деформаций ядра может быть увеличено сверхбыстрым индуцированным светом высвобождением ДНК-аптамеров с поверхности золотых нанозвезд. Раковые клетки с большой складчатостью ядра демонстрируют усиление активности каспаз 3 и 7 (апоптоз), а также снижение жизнеспособности. Корреляция между вызванными препаратом изменениями в ядерном фенотипе и повышенной терапевтической эффективностью может стать основой новой стратегии лечения рака, ориентированной на доставку лекарственных препаратов в ядро  клетки.(pubs.acs.org)

Наноконструкции, состоящие из нуклеолин-специфических ДНК-аптамеров и золотых нанозвезд, активно транспортируются к ядрам раковых клеток и вызывают большие изменения в их фенотипе. Количество местных деформаций ядра может быть увеличено сверхбыстрым индуцированным светом высвобождением ДНК-аптамеров с поверхности золотых нанозвезд. Раковые клетки с большой складчатостью ядра демонстрируют усиление активности каспаз 3 и 7 (апоптоз), а также снижение жизнеспособности. Корреляция между вызванными препаратом изменениями в ядерном фенотипе и повышенной терапевтической эффективностью может стать основой новой стратегии лечения рака, ориентированной на доставку лекарственных препаратов в ядро клетки.(pubs.acs.org)


В дополнении к возможности загрузки большого количества препарата, форма нанозвезд помогает концентрировать свет на остриях лучей, облегчая высвобождение лекарства в этих областях. По словам профессора Одом, высвобождение препарата – сложная задача, но нанозвезды облегчают ее решение.

То, что для доставки препарата золотым нанозвездам не нужно проходить через ядерную мембрану, снимает необходимость получения наночастиц точно определенного размера, предполагая гибкость всей конструкции. Кроме того, нанозвезды изготавливаются с использованием биосовместимого синтеза, что необычно для наночастиц.

По мнению профессора Одом, этот способ доставки лекарственных препаратов, после оптимизации, может быть особенно полезным в тех случаях, когда опухоль находится относительно близко к поверхности кожи, например, при раке кожи и некоторых типах рака груди. В этом случае источник света будет находиться вне организма. Кроме того, золотые нанозвезды могут оказаться полезными при хирургическом удалении опухолей для полного уничтожения любых раковых клеток в окружающих тканях.

 

 

По материалам

Tiny Hitchhikers Attack Cancer Cells

 

Аннотация к статье Direct Observation of Nanoparticle-Cancer Cell Nucleus Interactions

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday694
mod_vvisit_counterYesterday789
mod_vvisit_counterThis week4131
mod_vvisit_counterLast week5950
mod_vvisit_counterThis month13252
mod_vvisit_counterLast month29443
mod_vvisit_counterAll days4077141

We have: 108 guests online
Your IP: 54.161.49.216
 , 
Today: Авг 17, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.