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

 

Шарики в бороздках
Шарики в бороздках

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.