logo

Пользовательского поиска

Wednesday 21st of November 2018

Пептидный «паспорт» позволяет наночастицам перехитрить иммунную систему

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
Автор: Administrator   
07.03.2013 15:33

 

Пептидный паспорт, прикрепленный к наночастицам, говорит клеткам иммунной системы макрофагам: «Не ешьте меня!»

Пептидный паспорт, прикрепленный к наночастицам, говорит клеткам иммунной системы макрофагам: «Не ешьте меня!». (Рис: Art: Mary Leonard, Biomedical Art & Design)


Предназначение иммунной системы – выявлять и уничтожать чужеродные для организма объекты – будь то бактерии, вирусы или их осколки. К сожалению, так же иммунитет воспринимает и наночастицы для доставки лекарственных препаратов и имплантируемые устройства, такие как кардиостимуляторы или искусственные суставы.


Ученые Школы инженерии и прикладной науки (School of Engineering and Applied Science) и Института трансляционной медицины и терапии (Institute for Translational Medicine and Therapeutics) Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) нашли способ помочь таким устройствам свободно преодолевать систему безопасности организма, снабдив их молекулярным «паспортом».

Исследование проведено под руководством профессора Денниса Дишера (Dennis Discher) и опубликовано в журнале Science.

«Сегодня наш организм воспринимает кардиостимулятор точно так же, как тысячу лет назад воспринимал наконечник стрелы – как чужеземного захватчика», - объясняет участник исследования аспирант Пиа Родригес (Pia Rodriguez). «Нам бы очень хотелось, чтобы кардиостимуляторы, шовный материал и средства доставки лекарств не вызывали реакции со стороны врожденного иммунитета».

Врожденный иммунитет атакует все инородные тела «без разбора». В отличие от приобретенного, или адаптивного, основанного на специфических антителах, образующихся после вакцинации или перенесенного заболевания, врожденный иммунитет пытается уничтожить все, что не признает частью организма.

Ответ врожденного иммунитета включает в себя множество клеточных компонентов, в том числе макрофаги (дословно «большие пожиратели»), которые находят, поглощают и уничтожают захватчиков. В тандеме с макрофагами работают сывороточные белки: они связываются с находящимися в крови объектами и привлекают к ним внимание макрофагов. Найдя такие «прилипшие» к чужеродным объектам белки, макрофаги сразу же поглощают их или подают сигнал другим макрофагов образовать вокруг них защитный барьер.

Естественно, что наночастицы для доставки лекарств вызывают аналогичную реакцию, поэтому первые попытки преодолеть это препятствие сводились к «декорации» частиц полимерными «щетками». Торчащие из наночастиц щетки пытаются физически блокировать слипание сывороточных белков с поверхностью наночастиц.

Однако они только замедляют действие сигнальных белков макрофагов, и профессор Дишер с коллегами решили попытаться найти другой подход: убедить макрофаги, что наночастицы являются частью организма и от них не нужно избавляться.

Профессор Университета Пенсильвании Деннис Дишер (Dennis Discher)

 

Профессор Университета Пенсильвании Деннис Дишер (Dennis Discher). (Фото: upenn.edu)

 

 

 

В 2008 году группа Дишера показала, что человеческий белок CD47, присутствующий почти на всех клеточных мембранах млекопитающих, связывается с рецептором макрофагов, известным как SIRPa (у человека). Как охраняющий рубежи родины пограничник, проверяющий паспорт (связывается ли SIRPa макрофага с CD47 клетки), он сообщает макрофагу, что эта клетка не является захватчиком и ей можно разрешить следовать дальше.

«Возможно, существуют и другие молекулы, помогающие подавить реакцию макрофагов», - говорит профессор Дишер. «Но человеческий CD47 – точно тот, который говорит: «Не ешьте меня!»».

С момента публикации этого исследования другими учеными была установлена структура CD47 в комплексе с SIRPa. Используя эту информацию, группе Дишера удалось рассчитать наименьшую аминокислотную последовательность с активностью CD47. Чтобы служить надежным паспортом, этот наименьший пептид должен свернуться и правильно «вписаться» в рецептор SIRPa.

Синтезировав свой пептид, ученые связали его с обычными наночастицами, используемыми во множестве различных экспериментов.

«Сейчас любой желающий может создать пептид и связать его с чем угодно», - поясняет Родригес.

Способность таких наночастиц обеспечивать лучшую визуализацию опухоли и более высокую эффективность доставки противораковых препаратов исследователи продемонстрировали в экспериментах на мышах.

Так как со временем эту аминокислотную последовательность можно будет связать с самым широким кругом средств доставки лекарственных препаратов, ученые связали с ней антитела, которые можно использовать в таргетинге раковых клеток или других видов поврежденных тканей. Помимо возможности использования в лечении эти антитела служат и для привлечения внимания макрофагов – ведь макрофаги должны признать пептидный паспорт наночастицы подлинным.

Проверка эффективности наименьшего пептида была проведена на генетически модифицированных мышах с человеческим вариантом рецептора SIRPa. Исследователи вводили животным два вида наночастиц – несущие пептидный паспорт и не имеющие этой молекулы, – а затем оценивали, как быстро иммунная система мышей выводила наночастицы из организма.

«Используя для этих двух видов наночастиц разные флуоресцентные красители, мы каждые 10 минут брали пробы крови и методом проточной цитометрии определяли, как много частиц каждого вида оставались невыведенными», - комментирует эксперимент Родригес. «Мы вводили равное количество двух видов частиц, и через 20-30 минут в крови оставалось до четырех раз больше наночастиц с пептидом».

Большое преимущество в терапии дадут даже полчаса дополнительного времени, которое получат наночастицы, прежде чем будут поглощены макрофагами. Им, возможно, придется несколько раз пройти через богатые макрофагами селезенку и печень, пока они найдут свои мишени, но их целью и не является оставаться в организме бесконечно долго. Для устройств с постоянной «пропиской», таких как кардиостимуляторы, могут быть подобраны другие комбинации внешних белков, которые позволят им прятаться от иммунной системы в течение более длительного времени.

Чтобы использование подобных наночастиц стало реальностью, необходимы дальнейшие исследования. Но сокращение размера пептида до последовательности всего из нескольких аминокислот является важнейшим этапом этой работы. А относительная простота синтеза паспортной молекулы делает ее еще более привлекательным компонентом будущих методов лечения.

«Ее можно легко модифицировать прямо в процессе синтеза с тем, чтобы связать с любым видом имплантатов или инъецируемых препаратов», - заключает профессор Дишер. «Так мы проведем организм за нос, и он примет их за своих».

 

 

 

По материалам

Penn Researchers Develop Protein ‘Passport’ That Helps Nanoparticles Get Past Immune System

 

Аннотация к статье Minimal "Self" Peptides That Inhibit Phagocytic Clearance and Enhance Delivery of Nanoparticles

 

© «Пептидный «паспорт» позволяет наночастицам перехитрить иммунную систему». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на сайт LifeSciencesToday.

 

 

Еще о наночастицах

Новые наночастицы делают видимыми тромбы сосудов

 

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday1062
mod_vvisit_counterYesterday1314
mod_vvisit_counterThis week4875
mod_vvisit_counterLast week6784
mod_vvisit_counterThis month18561
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4187591

We have: 93 guests, 5 bots online
Your IP: 54.159.44.54
 , 
Today: Ноя 21, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.