Мягкие наногели, доставляющие лекарства и миграции паразитов на север

Наука и жизньНаука

Вести из лабораторий и экспедиций

Самки малярийного комара видов Anopheles messeae оказались в числе тысячи заражённых, обнаруженных в ходе исследования биологами Томского государственного университета. Вид комаров Anopheles messeae относится к роду Малярийные комары, видовой группе Anopheles maculipennis и имеет очень обширный ареал. Он охватывает Европу и Северную Азию, Северо-Западный Китай и Северный Иран.

Мягкие наногели доставят лекарство по адресу

Успешное лечение раковых заболеваний заключается в уничтожении клеток опухолей в организме. В случае классической химиотерапии препаратами, обладающими высокой токсичностью, неизбежно происходит повреждение и здоровых клеток органов и тканей. Чтобы уменьшить негативное воздействие на организм, в лечебную практику вошёл метод доставки препаратов непосредственно в злокачественные клетки. Для такой адресной доставки действующее вещество помещается в контейнеры микро- или наномасштаба, которые вводятся в кровоток и осаждаются только в клетках с определёнными физико-химическими свойствами, в данном случае — в клетки опухоли. Эту среду распознаёт сам контейнер. Но эффективность такого лечения ограничивает иммунная система человека. Её клетки-макрофаги и моноциты способны активно поглощать из кровотока молекулярные контейнеры. Поэтому специалисты выясняют, какими свойствами должны обладать микро- и наноконтейнеры, чтобы вероятность их захвата клетками иммунной системы была невелика.

В качестве контейнеров часто используются микро- и наногели. Они представляют собой трёхмерные полимерные сетки — макромолекулы с характерными размерами от десятков нанометров до нескольких микрометров. Эти материалы интересны тем, что они проницаемы, то есть, с одной стороны, они могут удерживать препарат внутри себя и, с другой, высвобождать при изменении внешних условий. Например, известно, что уровень pH среды раковых клеток отличается от уровня здоровых клеток, и, следовательно, можно создать сетку на основе полимера, способного реагировать на кислотность среды.

Небольшие изменения в эластичности мягких (радиоактивно меченных) наногелей приводят к значительным различиям в их времени циркуляции в кровотоке живого организма. Более длительное время циркуляции повышает вероятность накопления наногелей в микроокружении опухоли. Рисунок (с изменениями) из статьи: Desai P., Rimal R., Florea A., Gumerov R. A. еt al. Tuning the Elasticity of Nanogels Improves Their Circulation Time by Evading Immune Cells // Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202116653/.

Уже хорошо изучено, как на накопление лекарства в опухоли влияют форма, размер, поверхностный заряд, гидрофильность (гидрофобность) наноконтейнеров. Но микро- и наногели могут различаться и механическими свойствами, в частности упругостью. Эта важная характеристика зависит от доли сшивающих агентов в полимерной сетке (то есть размера её ячейки). Сотрудники физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова совместно с немецкими коллегами из Института интерактивных материалов из Ассоциации Лейбница обнаружили связь между упругостью наногелей и временем их циркуляции в кровотоке. Время циркуляции контейнера в кровотоке — один из важных показателей эффективности доставки препарата: чем оно больше, тем больше вероятность, что вещество накопится в микроокружении опухоли.

На мысль о возможном влиянии эластичности наноносителя на его взаимодействие с иммунной клеткой навела исследователей недавняя работа учёных Калифорнийского университета, которые обнаружили, что макрофаги по-разному поглощают эритроциты с разной эластичностью. И действительно, сначала сотрудники Института интерактивных материалов экспериментально обнаружили, что уменьшение упругости наногеля приводит к существенному увеличению времени циркуляции препарата в крови лабораторных мышей. Была выдвинута гипотеза о том, что при контакте с мембраной клеток-макрофагов происходит деформация полимерных частиц, что затрудняет процесс их поглощения. Для подтверждения гипотезы сотрудники кафедры физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ провели компьютерное моделирование взаимодействия частиц наногеля с различной упругостью с модельной мембраной клетки. Моделирование проводилось на суперкомпьютере «Ломоносов-2»

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Наука и жизнь сто лет назад Наука и жизнь сто лет назад

Наука столетней давности: радиофотография, аэростроение и остров гигантов

Наука и жизнь
Жаркое лето в Сибири Жаркое лето в Сибири

Природный отдых у города: почему стоит поехать в Новосибирск летом

Отдых в России
Там, где свет слушает звук Там, где свет слушает звук

Как и для чего создаются гиперспектрометры и мультиспектральные камеры

Наука и жизнь
Самоубийство семьи бургомистра Самоубийство семьи бургомистра

«Кризис закончен. Орудия затихли. Кто знал, как нам стоит поступить?»

Дилетант
Кино по правилам и без Кино по правилам и без

Фильмы, создатели которых не побоялись нарушить заданные стандарты

Правила жизни
Утерянный 5000 лет назад: ученые воскресили древнейший в мире синтетический краситель. Зачем он нужен? Утерянный 5000 лет назад: ученые воскресили древнейший в мире синтетический краситель. Зачем он нужен?

Откуда взялся яркий, насыщенный синий цвет в Древнем Египте

Inc.
Любовь к животным и санкции Любовь к животным и санкции

Почему рынок кормов — перспективное направление для инвестиций

Агроинвестор
На аллеях Аполлона На аллеях Аполлона

Остафьево: образ места, где всё буквально дышит поэзией

Знание – сила
Лучшие игры в жанре постапокалипсис Лучшие игры в жанре постапокалипсис

Подборка видеоигр, в которых конец света стал поводом для великих историй

Maxim
Есть на что строить Есть на что строить

Зачем создавать отдельный механизм финансирования — инфраструктурные облигации?

Монокль
«Речная королева Алтая»: как Евдокия Мельникова управляла судоходным делом в XIX веке «Речная королева Алтая»: как Евдокия Мельникова управляла судоходным делом в XIX веке

Как Евдокия Мельникова стала ориентиром для многих судовладельцев XIX века

Forbes
Шоураннеры «Фишера»: Человек любит смотреть в кино на что-то ужасное Шоураннеры «Фишера»: Человек любит смотреть в кино на что-то ужасное

Создатели «Фишера» — о том, как луна-парк стал главным референсом мира сериала

Ведомости
HDD и SSD накопители — в чем разница и стоит ли переплачивать? HDD и SSD накопители — в чем разница и стоит ли переплачивать?

HDD и SSD: надежный винтаж против скорости света и цены космоса

ТехИнсайдер
Активный сезон Активный сезон

Самые классные и полезные летние развлечения

Лиза
JALAGONIA: «Мой первый альбом написан от души, вы это почувствуете» JALAGONIA: «Мой первый альбом написан от души, вы это почувствуете»

JALAGONIA за 21 год уже прошла большой творческий путь

ЖАРА Magazine
Самый секретный агент Самый секретный агент

Из чего сделан мир Джеймса Бонда Яна Флеминга

Weekend
Как мужчины разрушают нашу самооценку: что делать и как дать отпор Как мужчины разрушают нашу самооценку: что делать и как дать отпор

Как неосторожные слова и поступки мужчин могут подрывать нашу самооценку

VOICE
Обновленный Volvo S90 сбросил в цене: как шведы пытаются изменить судьбу модели Обновленный Volvo S90 сбросил в цене: как шведы пытаются изменить судьбу модели

Рестайлинговый Volvo S90 похвастался радикально переработанным дизайном

ТехИнсайдер
Все в театр Все в театр

В Москве стартовал «Театральный бульвар», и он станет самым продолжительным

Ведомости
Жизнь за стеной Жизнь за стеной

Фильм про страну, в которой тотальный контроль стал религией

Дилетант
Антисмартфоны и цифровые детокс-устройства: как tech-индустрия зарабатывает на нашей усталости от экранов Антисмартфоны и цифровые детокс-устройства: как tech-индустрия зарабатывает на нашей усталости от экранов

Гаджеты, которые помогут вернуть контроль над своим временем

Inc.
Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов

Экологи обнаружили в Косцюшко новую популяцию беличьих кускусов

N+1
Тихая гавань русских литераторов Тихая гавань русских литераторов

Усадьбе Остафьево повезло, в ее облике с давних времен мало что менялось

Знание – сила
Долгий путь от «учебки» к Победе Долгий путь от «учебки» к Победе

В минометной роте любили песни: о поэтах на фронте Отечественной войны

Знание – сила
Новый состав группы SEREBRO: «С Фадеевым мы чувствуем себя в безопасности» Новый состав группы SEREBRO: «С Фадеевым мы чувствуем себя в безопасности»

Группа SEREBRO об амбициях и музыкальных экспериментах

ЖАРА Magazine
Поговорим о космологии Поговорим о космологии

Пять работ, посвященных космологии, с комментариями специалиста

Знание – сила
Убери камеру! Убери камеру!

Как провести фото- и видеосъемку в общественном месте и избежать неприятностей

Лиза
Вам и не снилось Вам и не снилось

Каким было время, когда снимался легендарный фильм «Вам и не снилось»

Лиза
Сказка джунглей Сказка джунглей

Как создать в своей квартире тропическую атмосферу

Лиза
Воздушная болезнь: что делать, если вас укачивает в самолете Воздушная болезнь: что делать, если вас укачивает в самолете

Что такое воздушная болезнь и как облегчить ее симптомы?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении