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

Есть только МиГ Есть только МиГ

Все три года войны центральное место занимало противостояние ВВС СССР и США

Дилетант
Культ личности Культ личности

Как повысить самооценку и изменить жизнь к лучшему

Лиза
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Последнее думающее поколение. Кто на самом деле воспитывает наших детей Последнее думающее поколение. Кто на самом деле воспитывает наших детей

Как ИИ становится цифровым воспитателем

Inc.
Горечь неволи Горечь неволи

В ходе Северной войны войсками Петра I были захвачены около 25 тысяч человек

Дилетант
Мария Стерникова о Валерии Носике: «Он был человеком необыкновенной доброты и света» Мария Стерникова о Валерии Носике: «Он был человеком необыкновенной доброты и света»

«Он, как волшебник, прилетал ненадолго со съемок, а внизу его уже ждала машина»

Коллекция. Караван историй
Двухсотлетний Тарас Двухсотлетний Тарас

Что не так в гоголевской хронологии истории Тараса Бульбы

Дилетант
Правда ли, что OLED-экраны мониторов и телевизоров выгорают? Правда ли, что OLED-экраны мониторов и телевизоров выгорают?

Выгорание OLED-экранов: оправданы ли страхи в действительности?

CHIP
Место встречи, а не экскурсия Место встречи, а не экскурсия

Как сделать культуру и искусство доступными и понятными для широкой аудитории?

Монокль
Кто даст мне сто долларов? Кто даст мне сто долларов?

Аукционные дома Sotheby’s и Christie’s: инструкция по применению

Weekend
Скоро на экранах Скоро на экранах

Кем могли бы стать молодые актеры, если бы выбрали другую профессию?

Grazia
Тайна «пляжного тела» Тайна «пляжного тела»

«Пляжное тела»: почему оно есть у всех и в то же время не существует

VOICE
Потепление океана оказалось угрозой для бактериального фотосинтеза Потепление океана оказалось угрозой для бактериального фотосинтеза

Вода теплее 28 градусов приведет к коллапсу популяций цианобактерий

N+1
Пластыри от прыщей: как они устроены и действительно ли помогают избавиться от высыпаний Пластыри от прыщей: как они устроены и действительно ли помогают избавиться от высыпаний

Работают ли патчи от прыщей или это просто маркетинг?

ТехИнсайдер
AvtoRevizorro рассказал, как работают автоскамеры нового поколения AvtoRevizorro рассказал, как работают автоскамеры нового поколения

AvtoRevizorro раскрыл схему обмана клиентов через благотворительность

РБК
Очищают ли растения воздух в доме? Очищают ли растения воздух в доме?

Как комнатные растения могут избавить нас от избытка углекислого газа

Наука и жизнь
Бессарабские друзья и знакомые Пушкина Бессарабские друзья и знакомые Пушкина

Род Пушкиных был связан с Бессарабией, со времен прадеда поэта, Абрама Ганнибала

Знание – сила
Святая обитель Святая обитель

Остров Валаам – место притяжения паломников, историков и археологов

Отдых в России
Наши предки не были плотоядными. Вот что они ели на самом деле Наши предки не были плотоядными. Вот что они ели на самом деле

Наши предки, охотники и собиратели, не были плотоядными пещерными людьми

ТехИнсайдер
Идеальный руководитель: как найти баланс между строгостью и дружелюбием Идеальный руководитель: как найти баланс между строгостью и дружелюбием

Какие качества и подходы делают руководителя эффективным лидером?

Inc.
Ущипните меня: Mazda запатентовала 6-тактный двигатель, который сам для себя делает водород Ущипните меня: Mazda запатентовала 6-тактный двигатель, который сам для себя делает водород

Может ли мотор производить водородное топливо, потребляя бензин?

ТехИнсайдер
Все мы не молодеем: 5 тестов для оценки скорости старения Все мы не молодеем: 5 тестов для оценки скорости старения

Простые тесты, которые помогут понять, насколько вы справляетесь со старением

ТехИнсайдер
16 эффективных способов восстановления после эмоционального выгорания 16 эффективных способов восстановления после эмоционального выгорания

Эмоциональное выгорание — это не просто временное состояние усталости

Inc.
«Настало время для возрождения малых городов» «Настало время для возрождения малых городов»

С чего начинается экономическое возрождение регионов России

Деньги
Отправь меня на Луну Отправь меня на Луну

Цифра «три», похоже, стала для яхты Orion символом

Y Magazine
Твердое лидерство Твердое лидерство

Что ждет алмазную отрасль в России и мире

Ведомости
Онлайн-школы повышают шансы на высокие баллы ЕГЭ: исследование Онлайн-школы повышают шансы на высокие баллы ЕГЭ: исследование

Зачем отдавать ребенка в онлайн-школу?

Inc.
Я поднимаю свой — вокал Я поднимаю свой — вокал

Вечный спор физиков и лириков: можно ли стать певцом в зрелом возрасте?

ЖАРА Magazine
Непохожая Непохожая

Софья Синицына — о драмеди «Виноград» и о том, как играть на сопротивление

Grazia
«Холодный мир – это наше достояние» «Холодный мир – это наше достояние»

Что такое криосфера? Можно ли использовать знания о ней в повседневной жизни?

Знание – сила
Открыть в приложении