logo

Пользовательского поиска

Saturday 17th of November 2018

Наночастицы золота контролируют процесс свертывания крови

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
Автор: Administrator   
05.08.2013 15:26

 

Цветная электронная микрофотография эритроцитов с наностержнями из золота (желтые точки) на поверхности. Синим цветом представлен фиксирующий полимер.

Цветная электронная микрофотография эритроцитов с наностержнями из золота (желтые точки) на поверхности. Синим цветом представлен фиксирующий полимер. (Фото: Helena de Puig)


Используя наночастицы золота, ученые Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) разработали способ управления свертыванием крови. Частицы, контролируемые инфракрасным лазерным излучением, могут помочь врачам контролировать свертывание крови у пациентов, перенесших операцию, или способствовать заживлению ран.


В настоящее время единственным способом управления свертыванием крови является введение препаратов-антикоагулянтов, таких как гепарин. Они подавляет свертывание, но способов противодействовать эффектам гепарина и подобных препаратов, то есть в случае необходимости быстро «снять» их эффект, не существует.

«Это можно сравнить с лампочкой, которую вы можете включить с помощью выключателя, но не можете выключить. Вам остается только ждать, пока она не перегорит», - говорит Кимберли Хамад-Шифферли (Kimberly Hamad-Schifferli), из лаборатории Линкольна MIT и старший автор статьи, опубликованной в журнале PLoS One, описывающей новые наночастицы, способные подавить свертывание крови, а затем восстановить этот процесс, когда это необходимо.

Процесс свертывания крови представляет собой длинный каскад белковых взаимодействий, кульминацией которых является образование фибрина, волокнистого белка, «запечатывающего» раны. Гепарин и другие антикоагулянты вмешиваются в этот процесс, имея своими мишенями несколько реакций каскада свертывания. Лучшим решением, говорит Хамад-Шифферли, был бы препарат, воздействующий только на последний этап – превращение фибриногена в фибрин, опосредованное действием фермента тромбина.

Кимберли Хамад-Шифферли (Kimberly Hamad-Schifferli)

 

Кимберли Хамад-Шифферли (Kimberly Hamad-Schifferli). (Фото: web.mit.edu)

 

 

 

Несколько лет назад ученые установили, что определенные последовательности ДНК ингибируют тромбин, блокируя его по сайту, которым он, как правило, связывает фибриноген. Комплементарная последовательность ДНК может отменить это ингибирование путем связывания с оригинальной цепочкой ДНК и, таким образом, предотвращения ее взаимодействия с тромбином.

Хамад-Шифферли и ее коллеги еще ранее разработали наностержни из золота, высвобождающие лекарственные препараты или другие соединения при активации инфракрасным светом. Длину волны света, активирующую наностержни, определяет их размер, поэтому два стержня разной длины могут нести разный полезный груз и контролироваться независимо друг от друга.

Чтобы управлять каскадом свертывания крови, Хамад-Шифферли решила загрузить наностержни меньшего размера (35 нанометров) ДНК-ингибитором тромбина, а более крупные частицы (60 нанометров) комплементарной цепочкой ДНК. Сначала ученые попытались связать ДНК с наночастицами золота химическими связями. Однако оказалось, что этот способ не позволяет загрузить каждую частицу достаточным количеством ДНК, чтобы сделать процесс эффективным.

Электронная микрофотография наностержней из золота

 

Электронная микрофотография наностержней из золота. (Фото: Zhichuan Xu)

 

 

 

Тогда, говорит Хамад-Шифферли, «мы поняли, что можно с пользой для себя использовать нежелательный побочный эффект биологии наночастиц»: частицы, как правило, окружены ореолом белков, которые, связываясь с золотом, делают их липкими. В предыдущих исследованиях она уже показала, что это большое белковое облако может быть использовано для «хранения» полезного груза.

«Таким способом можно связать с наностержнями намного больше препарата, чем посредством химических связей», - говорит ученый. Поместив наностержни в раствор человеческого сывороточного белка и молекул ДНК, исследователи связали в шесть раз больше молекул нуклеиновой кислоты.

Под действием инфракрасного света определенной длины волны электроны золота возбуждаются и генерируют столько тепла, что наночастицы слегка расплавляются, принимая более сферическую форму и высвобождая свой полезный ДНК-груз.

7

 

(Рис. PLoS One)

 

 

 


Исследователи проверили эффективность своих наночастиц на донорской крови и установили, что они эффективно влияют на свертываемость во всех испытанных образцов.

«Контролировать свертываемость крови не только в одном направлении, а, имея две различные оптические антенны, осуществлять двунаправленный контроль – действительно интересная идея», - комментирует работу коллег из MIT Люк Ли (Luke Lee), профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Беркли (University of California at Berkeley), не принимавший участия в этой работе. «Это инновационный и творческий способ взаимодействия с биологическими системами».

Для практического использования на пациентах наночастицы должны быть направлены к месту повреждения, над чем сейчас и работают исследователи. Достигнув места действия, они должны находиться на расстоянии нескольких миллиметров от поверхности кожи, чтобы их мог достичь направленный на нее инфракрасный свет.

Кроме того, исследователи работают над модификацией системы, чтобы частицы можно было активировать с помощью лазера непрерывного излучения, имеющего меньший размер и меньшую мощность, чем импульсный фемтосекундный лазер, используемый в настоящее время.

Исследование финансировалось Национальным научным фондом (National Science Foundation)

 

 

По материалам

From gold, a new way to control blood clotting

 

Оригинальная статья:

Helena de Puig, Anna Cifuentes Rius, Dorma Flemister, Salmaan H. Baxamusa, Kimberly Hamad-Schifferli. Selective Light-Triggered Release of DNA from Gold Nanorods Switches Blood Clotting On and Off

 

© «Наночастицы золота контролируют процесс свертывания крови». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Нанотехнологии в медицине и биологии.

 

 

Еще о работе Кимберли Хамад-Шифферли


Инженеры превратили недостаток наночастиц золота в их преимущество

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday459
mod_vvisit_counterYesterday819
mod_vvisit_counterThis week6265
mod_vvisit_counterLast week5343
mod_vvisit_counterThis month13167
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4182197

We have: 76 guests, 2 bots online
Your IP: 54.159.44.54
 , 
Today: Ноя 17, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.