Реки крови несут боевые нанокорабли краковым клеткам
Пилюли от рака — давешняя мечта человечества. опытов и Сотни разработок так и не дали надёжного и действенного варианта лекарства. Но имеется шанс, что нанотехнологии наконец-то дадут миру долгожданный чудо-препарат.
Фактически, умелый его вариант уже существует а также проходит тесты на мышах.
биологам и Медикам известно много веществ, талантливых убить раковые клетки. Но их раствор (ложечку-вторую, по окончании обеда) — не окажется. Либо отравишь целый организм совсем, либо не возьмёшь никакого лечебного результата.
Неприятность в «точечной» доставке препарата. Это по большому счету одна из самых непростых задач при разработке любых лекарств, а уж при с раком — в особенности.
Если бы комплекс веществ, бьющий как будто бы точное оружие по цели (раковым клеткам), был бы человеком, медики искали бы кандидатов на эту должность при помощи объявления:
Требуется расторопный, находчивый и инициативный курьер. умение и Выносливость преодолевать опасности громадного города — необходимы.
Майкл Сэйлор уже известен постоянным читателям «Мембраны» по созданию так называемой умной пыли (фото Erika Kyte Walsh).
Таковой поиск совершила несколько химиков, инженеров и биологов под управлением доктора наук Майкла Сэйлора (Michael Sailor) из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD). Неизвестно, сколько всего было отозвавшихся, но соискатели просмотрены и сейчас у команды имеется многообещающий претендент на свободную должность.
Но, для его описания чаще применяют второе образное сравнение. Американские учёные создали и выстроили «суда» с поперечником всего 50 нанометров, каковые способны плавать по всему организму, умело избегая уничтожения «сторожевыми катерами» (агентами иммунной совокупности), обнаружить раковые клетки и доставлять в них в один момент пара видов груза.
Сочетание в одном флаконе транспортной, целебной и диагностической функции — неповторимая изюминка созданных Сэйлором и его сотрудниками сложных нанокомплексов. Исследователи именуют их грузовыми судами либо материнскими судами (cargo ship либо mother ship), потому, что в базе проекта — прочный корпус, спроектированный в расчёте на долгое плавание по кровотоку.
Один из главных участников проекта, биоинженер и доктор медицинских наук Сангита Бхатиа (Sangeeta Bhatia) из Массачусетского технологического университета (Massachusetts Institute of Technology), поясняет: «Многие лекарства выглядят перспективными в лабораторных условиях, но не в теле человека, потому, что они не попадают в больные ткани в необходимое время либо в высокой концентрации, дабы быть действенными.
Эти лекарства не могут избежать природной защиты организма либо различать здоровые ткани и свои цели. Помимо этого, нам не достаточно средств для обнаружения таких болезней, как рак, на ранних стадиях, в то время, когда терапия возможно самая эффективной».
Новые «суда» и решают все эти задачи.
Учёные создали корпуса собственных нанопосудин из видоизменённых липидов, каковые очень совершенно верно подражают поверхности живых клеток. За счёт данной маскировки им удаётся оставаться незаметными для иммунной совокупности.
Исследователи спроектировали молекулы так, дабы наноскорлупки имели возможность нормально плавать по всему телу в течение нескольких часов, перед тем как окажутся уничтоженными. Но сейчас фактически все они уже доставят собственный груз (либо десант) к цели — вовнутрь раковой клетки. До того же времени прочные липидные стены должны исключить случайное высвобождение токсичного (то естьопасного для здоровых тканей) содержимого.
Навигация этих наносудов обеспечена следующим образом. Корпуса «судов» снабжены особым протеином F3. Он был создан под управлением биолога Эркки Руослати (Erkki Ruoslahti) в университете медицинских изучений Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (Burnham Institute for Medical Research).
F3 сконструирован так, дабы прилипать к поверхности только раковых клеток, а позже — попадать вовнутрь, затягивая целый «корабль» в клеточное ядро.
Строение собственного «грузового судна» авторы данной работы кроме этого сравнивают с горсткой орехов, покрытых шоколадной оболочкой. Орехи – это комплект из материалов и тех веществ, каковые должны быть выгружены в «порту» (опухоли), а шоколад – биоинженерная липидная капсула (иллюстрация Ji-Ho Park/UCSD).
Тут-то в работу обязан вступить груз. Прежде всего — антираковый препарат доксорубицин, что призван стереть с лица земли клетку. Но это не всё.
В липидной нанокапсуле учёные ухитрились разместить ещё пара «пассажиров». Это наночастицы оксида железа (суперпарамагнетик) и флуоресцентные квантовые точки. И те и другие предназначены для диагностики раковых образований, но различными методами.
Металлические наночастицы, сконцентрированные в раковых клетках, превосходно будут видны при обследовании на магнитно-резонансном томографе (МРТ), а квантовые точки выдадут поражённые участки тела свечением во флуоресцентном сканере. Причём наночастиц в «корабль» помещается пара штук, что повышает яркость изображения опухоли при сканировании.
Увидим, учёные не в впервые говорят о применении квантовых точек в диагностике различных болезней. На эту тему существует масса изучений, уже давших увлекательные результаты. Кроме этого звучали предложения по задействованию мигрирующих наночастиц для обнаружения как раз рака.
Вопрос в том, как совместить сходу пара вариантов диагностики между собой, да ещё и с лечением, да ещё так, дабы это было безопасно для организма.
Двойная диагностика крайне полезна, потому, что оба способа получения изображений прекрасно дополняют друг друга. Магнитная томография способна просветить человека полностью, а флуоресценция даёт картину только на малой глубине, но — с куда более высоким разрешением. Всё это разрешает бороться с самыми маленькими раковыми образованиями ещё на ранней стадии заболевания, в то время, когда обычно опухоль остаётся незамеченной медиками.
«Возможно представить себе врача, что перед операцией определяет конкретное место опухоли в организме при помощи МРТ, а после этого уже при содействии флуоресценции находит и удаляет все части опухоли на протяжении самой операции», — говорит Сэйлор.
Аспирант Чи Хо Пхарк (Ji-Ho Park), ещё один участник работы, говорит: «Это изучение – первый пример одного наноматериала, применяемого для получения и одновременной доставки лекарства многомодовых изображений больных тканей в живом организме». В руках Пхарка пузырёк с раствором неповторимых нанокомплексов (фото Luo Gu/UCSD).
Так, ввод в организм универсальных «нанокораблей» разрешает и диагностировать болезнь, и смотреть за его развитием, и бороться с ним лекарственным способом, и помогать в своевременном вмешательстве. Фантастика, да и лишь. Пускай до шлифовки данной внедрения и технологии её в практику ещё на большом растоянии.
И однако имеется обнадёживающие результаты. Сэйлор и его соратники по проекту опробовали собственные «грузовые суда» на мышах, подтвердив, что «наноскорлупки» выдерживают плавание по организму столько, сколько требуется.
(Подробности изучения возможно отыскать в статье в издании Angewandte Chemie.)
Американские новаторы не уверены в том, что уже достигли больших высот. Навигацию нанокапсул возможно ещё улучшить. На данный момент учёные трудятся над созданием таких «химических кодов» либо соединений-добавок к корпусам нанокораблей, каковые разрешили бы направлять лекарства к конкретным опухолям, в отдельные органы, и по большому счету — в выбранные медиками точки в организме.
Сэйлор отмечает, что сходу в нескольких университетах на данный момент экспериментируют с так называемыми гибридными наносистемами (к каким относится и эта разработка), но в основном испытания с ними выполняют в пробирках, а не в живых организмах, потому, что главные неприятности таких структур — малый и плохая стабильность срок циркуляции в крови.
Этот барьер и удалось преодолеть команде Сэйлора. Возможно заявить, что отысканный ею «курьер» был и смышлёным, и выносливым.
