Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Изображения ПЭМ (A) и РЭМ (B) пористых магнитных полых наночастиц Fe3O4

Рисунок 2. Доставка BSA-FITC в клетки меланомы человека A375. (A-C) BSA-FITC без наночастиц (фазовый контраст; флуоресценция FITC; совмещение первых двух изображений). (D-F) Накопление AMMH-BSA-FITC через 12 часов после добавления наночастиц к клеткам. (G-I) То же, через 48 часов. Видно перераспределение флуоресценции из лизосом в цитоплазму клеток.

Рисунок 3. Исследование клеток на наличие мертвых и апоптотических (проточная цитометрия). В левой нижней четверти - живые клетки; в правой части - клетки, вступившие в апоптоз; в верхней части - мертвые клетки. A - контрольные клетки; B - клетки, обработанные AMMH.

Полые наночастицы доставят белок в цитоплазму

Ключевые слова:  доставка лекарств, мезопористые наночастицы

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

16 октября 2008

От систем доставки лекарств в живые клетки требуется, чтобы они эффективно связывали эти лекарства, умели проникать сквозь клеточную мембрану, а затем высвобождать лекарство в цитоплазму. Многие системы проваливают задание на последнем шаге: попадая в лизосомы, они подвергаются действию пищеварительных ферментов и разрушаются вместе со своим ценным грузом. Поэтому разработка новых систем доставки не теряет своей актуальности.

Исследователи из Китайской Академии Наук считают, что мезопористые полые магнитные наночастицы (сокращенно их называют MMH) замечательно подходят для доставки белков в живые клетки. При размере пор 15-30 нм большинство белков может проникнуть внутрь наночастицы (размеры многих белков не превышают 15 нм); внутри частицы белки находятся в довольно обширной внутренней полости, благодаря чему не претерпевают существенных конформационных изменений и могут сохранять биологическую активность.

Ученые приготовили пористые полые наночастицы Fe3O4 диаметром 170 нм (рисунок 1). Эти наночастицы были модифицированы амино- либо карбоксильными группами для придания частицам положительного или отрицательного заряда, соответственно. Поскольку заранее не было известно, какие из частиц покажут лучшие свойства, то способность включать в себя белок была рассмотрена для всех трех вариантов MMH. В качестве модельного белка был выбран бычий сывороточный альбумин (BSA). Оказалось, что модифицированные аминогруппами MMH способны связать примерно в два раза больше белка, чем другие частицы при тех же условиях (около 73,27 мг BSA на грамм наночастиц). Конечно, это во многом зависит от свойств белка; но поскольку дальнейшие работы проводили с BSA, то и в качестве наночастиц взяли амино-MMH (AMMH).

Чтобы оценить эффективность доставки белка в цитоплазму клеток, использовали конъюгат BSA с FITC, что позволило следить за локализацией альбумина при помощи флуоресцентной микроскопии. Для исследований были выбраны клетки меланомы человека A375, которые известны тем, что в них очень сложно доставить что-либо. Результат эксперимента представлен на рисунке 2: видно, что отдельно добавленный BSA-FITC слабо проникает внутрь клеток, причем локализован в мелких гранулах - лизосомах (рисунок 2B). BSA-FITC в составе AMMH проникает в клетки гораздо более эффективно (рисунок 2E), а через 24 часа обнаруживается главным образом в цитоплазме клеток (рисунок 2H). Конечно, китайским ученым повезло с выбором наночастиц: ведь положительно заряженные частицы могут высвобождаться из поздних лизосом в цитоплазму, в то время как отрицательно заряженные – по-видимому, не могут.

Авторы работы изучили также влияние полученных наночастиц на выживаемость клеток. Оказалось, что при концентрации AMMH 1 мг/мл выживает не менее 75% клеток – исследователи говорят, что это неплохо. При этом оставшиеся в живых клетки были действительно живыми, а не вступившими в апоптоз, как показало окрашивание аннексином (рисунок 3).

Итак, белок (BSA) может быть успешно доставлен в цитоплазму клеток меланомы человека при помощи положительно заряженных мезопористых полых магнитных наночастиц. Системы доставки белков в клетки, основанные на AMMH, выглядят привлекательными и перспективными. Работа «Mesoporous magnetic hollow nanoparticles—protein carriers for lysosome escaping and cytosolic delivery» опубликована в Nanotechnology.


Источник: IOP



Комментарии
> Итак, белок (BSA) может быть успешно доставлен в цитоплазму клеток меланомы человека при помощи положительно заряженных мезопористых полых магнитных наночастиц.

Про белок ничего не написано. FITC, который к нему был прикреплен, может и дошел до цитоплазмы, а вот дошел ли белок... Если размер пор составляет 15-30 нм, то внутрь таких частиц могут спокойно заходить и расщепляющие ферменты лизосом. Они могли замечательно погрызть весь белок, образовав концентрированный коктейль из меченных FITC аминокислот, которые внутри полости частицы добрались до цитоплазмы.
Как в анекдоте про кота и наждачку, до двери одни глаза доехали.

Более корректным было бы нагрузить частицы антителами, например, на актин, меченными тем же FITC. Если бы засветились микрофиламенты, значит белок не только добрался до цитоплазмы, но и добрался туда живым и сохранившим свою активность. Как вариант можно было заполнить частички GFP. Тоже белок. Пока живой - светится :)
Трусов Л. А., 23 октября 2008 02:43 
да, странные ребята

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Валентинка из ЦЕРНа
Валентинка из ЦЕРНа

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.