Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

Риски наномедицины: наночастицы могут нарушать внутриклеточный транспорт

Новые лекарственные средства, содержащие наночастицы, безусловно, имеют терапевтическую ценность, но это не исключает возможности развития осложнений. Ученые Центра биомедицины рака (Centre of Cancer Biomedicine) при Norwegian Radium Hospital в Осло впервые показали, что наночастицы могут препятствовать внутриклеточному транспорту жизненно важных веществ, вызывая нежелательные изменения в физиологии клеток и нарушая их нормальное функционирование.

Фундаментальные исследования на клеточных культурах, такие как проведенное в Norwegian Radium Hospital, наглядно демонстрируют, что наночастицы оказывают на клетки отрицательное воздействие. Группа доктора Иверсена первой показала, что накопление наночастиц в клетках может нарушать важные пути внутриклеточного транспорта веществ. Результаты исследования будут опубликованы в журнале Nano Letters.

Старший научный сотрудник Торе-Гейр Иверсен (Tore-Geir Iversen) и его коллеги изучали наночастицы размером 30–100 нанометров в диаметре. Это типичный размер наночастиц, используемых для доставки в клетки лекарственных препаратов и ДНК.

Наночастицы были окрашены таким образом, что флуоресцировали при облучении лазером. Окрашивая частицы разными флуоресцирующими веществами и облучая их светом с разной длиной волны, ученые смогли определить локализацию различных наночастиц внутри клетки с помощью микроскопа.

1_132.jpg Желтые и фиолетовые точки  – поглощенные
клеткой и накопившиеся в ней
флуоресцентные наночастицы.
(Фото: Radiumhospitalet)

Один из часто используемых типов наночастиц – флуоресцентные квантовые точки, светящиеся при облучении светом с длиной волны, близкой к ультрафиолетовому диапазону. Другой тип – частицы оксида железа, связывающиеся с флуоресцентными веществами таким образом, что ученые могут изучить их поглощение клеткой и проследить, в какую часть клетки они переносятся. Частицы оксида железа используются в магнитно-резонансной томографии (МРТ) в течение 20 лет.

Эксперименты показали, что белок, транспортирующий в клетку железо, нормально поглощается клеткой, даже если он связан с наночастицей. Однако если 99 процентов не связанных с наночастицами молекул белка свободно покидают клетку и используются повторно, то белок, связанный с наночастицей, остается в клетке.

Там он накапливается в эндосомах – похожих на пузырьки компартментах, заключенных в мембраны. Эндосомы играют важнейшую роль во внутриклеточной транспортной системе.

«Вероятное объяснение», – говорит доктор Иверсен, – состоит в том, что, чтобы выйти из клетки, белок должен пройти в эндосому через очень тонкую трубочку. Наночастицы изучаемого нами размера либо не могут войти в нее, либо застревают внутри и блокируют трубочку».

Это очень важная информация для проектирования будущих наночастиц.

Норвежское исследование подтверждает, что при разработке лекарств, мишенью которых является пораженная ткань, не может существовать быстрых путей.

«Нас очень огорчает, что целый ряд международных научных статей с уверенностью заключают, основываясь на плохо проверенных данных, что наночастицы эффективно транспортируют лекарственные препараты в ядро клетки», – выражает сожаление доктор Иверсен.

В этой связи он и его коллеги недавно опубликовали обзорную статью в журналах Nanomedicine и Nano Today. В ней ученые приводят конкретные факты, на которых основывается их критика таких утверждений.

«Мы надеемся, что наши обзоры будут способствовать повышению качества будущих исследований, касающихся клеточного поглощения», – говорит Иверсен.

2_123.jpg Руководитель проекта
Торе-Гейр Иверсен (Tore-Geir Iversen)
(Фото: Privat)

Доктор Иверсен серьезно обеспокоен тем, что фармацевтическая промышленность слишком спешит с разработкой наномедицинской продукции.

Если наномедицина применяется для того, чтобы продлить жизнь пациента с терминальной стадией рака, тогда накопление наночастиц может не иметь такого большого значения, рассуждает он. Но если лекарственный препарат разрабатывается для лечения хронического заболевания, и пациент должен будет принимать его в течение многих лет, фармацевтические компании должны продемонстрировать, что их препарат полностью разлагается и выводится из организма.

Проблема, однако, усугубляется тем, что даже клинические испытания, проводимые на пациентах с хроническими заболеваниями, не могут обеспечить всей полноты информации. Негативные последствия наномедицинских препаратов могут не проявиться в течение краткосрочного испытания, но у пациентов, принимающих этот препарат для борьбы с хроническим заболеванием, может выявиться повышенная заболеваемость определенными типами рака, объясняющаяся неполным выведением наночастиц, нарушающих внутриклеточный транспорт.

«Мы не должны перескакивать через фундаментальную клеточную биологию и сразу переходить к клиническим испытаниям или испытаниям на животных», – предупреждает доктор Иверсен.

В дальнейших планах норвежских ученых – выяснить, будут ли лучше перемещаться по транспортной системе клетки наночастицы диаметром меньше 30 нанометров.

Кроме того, в тесном сотрудничестве со специалистами в области материаловедения, они собираются создать частицы с размерами и поверхностными структурами, которые позволят им стабильно циркулировать по организму с кровотоком, взаимодействовать только со своими клетками-мишенями и полностью в них разрушаться. Прежде чем перейти к испытаниям на животных норвежские клеточные биологи планируют наладить прочные контакты с иммунологами.

Как наночастицы попадают в клетку и транспортируются из нее

3_61.jpg (Рис. forskningsradet.no)

Наночастицы, белки и другие макромолекулы попадают в клетки организма с помощью различных механизмов. Сначала наночастицы инкапсулируются в липидные пузырьки, называемые везикулами, образующиеся на поверхности клеток. Везикулы сливаются с пузырьками большего размера, известными как эндосомы, которые затем вызревают в мультивезикулярные тельца (multivesicular bodies, MVBs). Мультивезикулярные тельца, в свою очередь, сливаются с лизосомами, в которых происходит разложение белков и других макромолекул протеазами и другими ферментами. Наночастицы могут транспортироваться из клетки с помощью либо сортирующих (sorting), либо рециркулирующих эндосом (recycling endosomes).

Аннотация к статье в Nano Today

Endocytosis and intracellular transport of nanoparticles: Present knowledge and need for future studies

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.9 (8 votes)
Источник(и):

http://www.forskningsradet.no/…253968188880