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

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
«Выученная беспомощность»: как травма из-за неудачи формирует мышление и влияет на поведение «Выученная беспомощность»: как травма из-за неудачи формирует мышление и влияет на поведение

Как неудачи и стресс влияют на наше мышление?

ТехИнсайдер
Квантово-запутанная премия. От невероятного эффекта до технологии Квантово-запутанная премия. От невероятного эффекта до технологии

Установление нарушения неравенств Белла и новаторство в квантовой информатике

Наука и жизнь
Пушкин — герой карнавала Пушкин — герой карнавала

Громкая премьера середины февраля — фильм «Пророк. История Александра Пушкина»

Монокль
Магическая уборка Магическая уборка

Японское искусство наведения порядка дома и в жизни

kiozk originals
Связанные одной целью Связанные одной целью

Можно ли в одном организме объединить несколько разных существ?

Вокруг света
От чего умер Ленин? От чего умер Ленин?

На момент смерти Ленину было всего 53 года. На здоровье он никогда не жаловался

Дилетант
IT-разработка «внутри» или готовое решение: что выбрать IT-разработка «внутри» или готовое решение: что выбрать

Стоит ли IT-компании разрабатывать ПО с нуля или лучше купить готовое решение?

Inc.
«Сколько ты зарабатываешь?»: как перестать сравнивать себя с другими в эпоху «успешного успеха» «Сколько ты зарабатываешь?»: как перестать сравнивать себя с другими в эпоху «успешного успеха»

Откуда взялась идея суперпродуктивности и как она превратилась в настоящий культ

Psychologies
Молодость навсегда Молодость навсегда

Важные бьюти-ингредиенты, которые помогают нам дольше оставаться молодыми

Лиза
«Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда» «Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда»

Как евгеника определила облик немецкой овчарки

N+1
Попасть в нейросети Попасть в нейросети

Что для дизайнеров ИИ: увлекательная игрушка или удобный инструмент?

SALON-Interior
Как уборка, готовка и уход за детьми связаны с экономическим неравенством Как уборка, готовка и уход за детьми связаны с экономическим неравенством

Как неравенство в бытовых вопросах влияет на мировую экономику

Forbes
Мультотерапия: 20 подзабытых мультсериалов из детства Мультотерапия: 20 подзабытых мультсериалов из детства

Одни названия этих мультсериалов вызовут у вас сильное чувство ностальгии

Правила жизни
5 вещей, которые ты стираешь слишком часто 5 вещей, которые ты стираешь слишком часто

Бюстгальтеры, полотенца и другие вещи, которые не нужно так часто стирать

VOICE
Алло, гараж! Алло, гараж!

Как, зачем и для кого в России создают мотоциклы на заказ

Men Today
Выцарапанное на Золотых воротах изображение назвали тамгой Андрея Боголюбского Выцарапанное на Золотых воротах изображение назвали тамгой Андрея Боголюбского

Что означает тамга, обнаруженная во Владимире на Золотых воротах

N+1
Южный Урал — сказочный край России Южный Урал — сказочный край России

Давно мечтала я побывать на Урале и вот стою у ворот парка «Таганай»...

Знание – сила
Пушистые герои: реальные истории о кошках, которые спасли жизнь людям Пушистые герои: реальные истории о кошках, которые спасли жизнь людям

Реальные случаи, когда кошкам удалось спасти жизнь людям

ТехИнсайдер
«Нет лучше качества, чем наивность» «Нет лучше качества, чем наивность»

Каждый раз Макар Хлебников по-новому играет попытку юного человека обрести себя

OK!
Аромат денег Аромат денег

Могут ли редкие духи стать инвестицией?

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Хронический стресс ухудшил слух мышей Хронический стресс ухудшил слух мышей

У мышей под действием хронического стресса ухудшился слух

N+1
Британские ученые заявили, что родители передают «страх перед математикой» своим детям Британские ученые заявили, что родители передают «страх перед математикой» своим детям

Как «тревожность из-за математики» может передаваться от родителей детям

ТехИнсайдер
Ле Корбюзье, история безумия и секты: 10 значимых книг, которые вышли в феврале Ле Корбюзье, история безумия и секты: 10 значимых книг, которые вышли в феврале

В феврале книжный мир еще только просыпается и готовится к выходу бестселлеров

Правила жизни
Даурские каникулы Даурские каникулы

Истории о свободолюбивых диких котах и их скрытном образе жизни

Наука и жизнь
Юрий Сапрыкин: «Все было на драйве, на кураже, на преодолении собственного невежества и непонимания» Юрий Сапрыкин: «Все было на драйве, на кураже, на преодолении собственного невежества и непонимания»

Юрий Сапрыкин об истории медиа, роли поколения пятидесятилетних и даже будущем

Afternoon Seasons of life
Юлия Пересильд: «Для меня первичен даже не персонаж, а сценарий» Юлия Пересильд: «Для меня первичен даже не персонаж, а сценарий»

Юлия Пересильд о том, стоит ли бояться ИИ и какие фильмы любит пересматривать

Ведомости
Еще чашечку! Еще чашечку!

7 симптомов, что у тебя зависимость от кофеина и как с этим справиться

Лиза
Наталья Мазур: Театр – субъективное искусство Наталья Мазур: Театр – субъективное искусство

Наталья Мазур рассуждает о магии театра и делится репертуарными планами

Ведомости
Груз со страховкой Груз со страховкой

Рынок страхования грузов третий год подряд демонстрирует устойчивый рост

Ведомости
Открыть в приложении