Нанотехнологии и решения на их основе 25 февраля 2013, 17:30 25 февраля 2013, 18:30 25 февраля 2013, 19:30 25 февраля 2013, 20:30 25 февраля 2013, 21:30 25 февраля 2013, 22:30 25 февраля 2013, 23:30 26 февраля 2013, 00:30 26 февраля 2013, 01:30 26 февраля 2013, 02:30 26 февраля 2013, 03:30

Учёные снабдили наночастицы белковым "паспортом" для обмана защитной системы организма

Исследователи из США нашли способ защиты наночастиц с лекарственными препаратами от иммунной системы. Учёные закрепили на их поверхности белок, благодаря которому чужеродный агент принимается организмом за "своего".

Конечной целью для любой иммунной системы является уничтожение чужеродного агента, которым может быть бактерия, вирус, частички грязи и многое другое. К сожалению, в этом списке также числятся всяческие медицинские ухищрения, такие как наночастицы, используемые для доставки лекарственных препаратов, кардиостимуляторы, искусственные суставы и прочее.

Другими словами, иммунная система атакует всё, что не признаётся ею как часть тела. В этом ответе участвует множество клеточных компонентов, в том числе и так называемые макрофаги. Эти клетки-пожиратели готовы к активному захвату и "перевариванию" чужеродных агентов.

В тандеме с макрофагами работают белки сыворотки крови, которые буквально облепляют вторженца и привлекают внимание пожирателей. Обнаружив чужеродный агент, макрофаги, сигнализируют себе подобным и создают вокруг него защитный барьер. К сожалению, есть множество заболеваний, с которыми иммунная система человека даже при полной своей мобилизации справиться не в состоянии.

Для того чтобы помочь организму, учёным лишь остаётся искать способы обмана этого продуманного до мелочей механизма. Например, для сохранения наночастиц, переносящих лекарства, было предложено использовать покрытие в виде своеобразной полимерной "щётки". Этот способ должен был физически препятствовать оседанию сывороточных белков, однако он только ненадолго отложил наступление макрофагов.

Исследователи из университета Пенсильвании (Penn) пошли другим путём и отправились на поиски способа убедить пожирателей, что перед ними часть тела, а не наночастица с лекарственным препаратом.

Ещё в 2008 году руководитель нынешнего исследования Дэннис Дишер (Dennis Discher) и его коллеги показали, что человеческий белок CD47, присутствующий на большинстве клеточных мембран млекопитающих, связывается с рецепторами на поверхности макрофага (в случае человека они носят название SIRPα). Этот процесс сродни паспортному контролю: если связь CD47 и SIRPa осуществилась, то объект признаётся "своим" и может проследовать к месту назначения.

На основе этой информации учёные создали короткую аминокислотную последовательность, которая гарантированно будет воспринята макрофагом как CD47. После этого они закрепили свой "минимальный пептид" на поверхности наночастиц с противораковым препаратом и проверили его эффективность на организме мыши.

Предварительно исследователи генетически модифицировали грызунов таким образом, чтобы их SIRPα-рецепторы были похожи на человеческие. Мышам вводили наночастицы двух видов: с "молекулярным паспортом" и без него, после чего измеряли, сколько времени потребуется иммунной системе, чтобы произвести зачистку.

Оказалось, что наночастицы с "паспортом" находились в крови животных около 20-30 минут, то есть более чем в 4 раза дольше, чем аналоги без белка на поверхности.

В пресс-релизе университета исследователи подчёркивают, что для терапевтических целей полчаса – это большое достижение. Также важно, чтобы макрофаги рано или поздно распознавали наночастицы и уничтожали излишки агентов.

А вот для кардиостимуляторов и других постоянных устройств необходим долгосрочный "паспорт" и для его создания, вероятно, потребуется целая комбинация белков.

От целенаправленного использования нового метода доставки лекарственных препаратов в организм человека, учёных отделяет ещё множество экспериментов и проверок на безопасность. Но на данном этапе абсолютно бесспорным является факт обнаружения относительно простого ключа к иммунной системе, который любой исследователь может создать и модифицировать в лабораторных условиях буквально с нуля.

Более подробно с исследованием можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Science.