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

Зачем обоняние лёгким Зачем обоняние лёгким

Обоняние в лёгких? Это что, шутка? Вовсе нет!

Наука и жизнь
Какое пиво лучше с оливье, борщом, окрошкой: ответ специалиста Какое пиво лучше с оливье, борщом, окрошкой: ответ специалиста

Крайне необычный варианты гастрономической пары к пиву

Maxim
Корея против Кореи Корея против Кореи

Эту войну называют «забытой». В Советском Союзе о ней мало писали и говорили

Дилетант
Саша Золотовицкий: Я борец за иронию и прикол Саша Золотовицкий: Я борец за иронию и прикол

Саша Золотовицкий — о том, в чем разница между абсурдом и безумием в театре

Ведомости
«Уэбб»: получены первые снимки «Уэбб»: получены первые снимки

Первые глубокие и чёткие снимки «Уэбба»

Наука и жизнь
«Важно запасть в душу потребителю» «Важно запасть в душу потребителю»

Как государство поддерживает экспортеров

Эксперт
Скрытые функции в Android и iOS Скрытые функции в Android и iOS

Как ускорить работу смартфона с помощью инструментов для разработчиков

CHIP
Бесплатные приложения для планирования: какое выбрать Бесплатные приложения для планирования: какое выбрать

Бесплатные приложения-планировщики: чем отличаются и какое стоит попробовать?

Inc.
Без паники Без паники

Как не дать гиперответственности превратить жизнь в постоянный стресс

Лиза
Едем в Гагры? Едем в Гагры?

Самые популярные курорты СССР, где отдыхали наши бабушки и дедушки

Лиза
Кто живет на чердаке Кто живет на чердаке

Как оформить квартиру в стиле лофт, не ломая стены

Лиза
Животные Камчатки и трудничество на Валааме: где в России есть волонтерские программы Животные Камчатки и трудничество на Валааме: где в России есть волонтерские программы

Волонтерские программы в России: от Камчатки до Санкт-Петербурга

Forbes
Диета одного дня Диета одного дня

Сутки в неделю без животных продуктов – в чем польза

Лиза
Легенда Сибири Легенда Сибири

Словно драгоценную чашу держит Бурятия священный Байкал

Лиза
Терапия бездельем: что такое бедроттинг и почему зумеры полюбили валяться в постели Терапия бездельем: что такое бедроттинг и почему зумеры полюбили валяться в постели

Bed rotting: обычная лень или способ восстановить силы?

Forbes
Зеленый доктор Зеленый доктор

Чем больше «травы» – тем меньше вес

Лиза
В своем праве В своем праве

Как вернуть деньги за некачественный товар или услугу

Лиза
С любовью к русской песне, фолк-группа «Красива» С любовью к русской песне, фолк-группа «Красива»

О силе традиций, народной музыке, женской дружбе и не только – в нашем интервью

Лиза
Тюрьма народов Тюрьма народов

Как побег из Алькатраса лишь укрепил имидж легендарной тюрьмы

Дилетант
Как приручить дедлайн: работаем со сроками Как приручить дедлайн: работаем со сроками

Как не превращать дедлайн в источник ужаса и авралов?

Inc.
Сити-брейк Сити-брейк

Идеальные города России для семейного уик-энда

Лиза
Вьетнамский вклад в импортозамещение Вьетнамский вклад в импортозамещение

Концерн TH Group открыл завод по переработке молока в Калужской области

Агроинвестор
Зловещий ИИ: зачем чат-боты рушат семьи и делают нас глупее и кто в этом виноват Зловещий ИИ: зачем чат-боты рушат семьи и делают нас глупее и кто в этом виноват

Действительно ли от нейросетей исходят серьезные угрозы?

Forbes
В ожидании Меркурия В ожидании Меркурия

Меркурий единственная планета Солнечной системы без атмосферы с магнитным полем

Наука и жизнь
«Здесь нет никакой архитектуры»: как Корбюзье и Мельников потрясли Париж «Здесь нет никакой архитектуры»: как Корбюзье и Мельников потрясли Париж

Стиль, который не спорил с прошлым, но создавал будущее: ар-деко

Монокль
Разбор провальных технологий: технопатологоанатом Разбор провальных технологий: технопатологоанатом

Истории, которые могли бы стать прорывными, но так и не стали

ТехИнсайдер
На чистые волосы и не чаще раза в неделю? Как  на самом деле следует пользоваться сухим шампунем На чистые волосы и не чаще раза в неделю? Как  на самом деле следует пользоваться сухим шампунем

Как правильно использовать сухой шампунь и каков его смысл на чистых волосах?

ТехИнсайдер
«Все это было чудом» «Все это было чудом»

«Союз» — «Аполлон»: пример того, что космос возможен как зона сотрудничества

Монокль
Великий миф о поливитаминах: как таблетки могут нанести вред вашей иммунной системе Великий миф о поливитаминах: как таблетки могут нанести вред вашей иммунной системе

Ошибочное мнение о витаминах, повышающих иммунитет

ТехИнсайдер
В школы вернут лучшие традиции и будут отчислять за плохое поведение В школы вернут лучшие традиции и будут отчислять за плохое поведение

Интегральные оценки и оценки за поведение вновь появятся в образовании

Монокль
Открыть в приложении