Ученые физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова смоделировали процесс взаимодействия наногелей разной упругости с мембранами клеток. Они подтвердили гипотезу о том, что уменьшение упругости наногеля увеличивает время его циркуляции в крови. Это позволит ученым усовершенствовать метод адресной доставки лекарств, который можно будет использовать при лечении раковых опухолей. Исследование опубликовано в журнале Angewandte Chemie.
Чтобы вылечить раковое заболевание, надо уничтожить клетки опухоли в организме. Для этого врачи чаще всего прибегают к химиотерапии. Однако этот способ очень токсичен. Кроме злокачественных образований он убивает также здоровые клетки и ткани. Для уменьшения негативных последствий ученые давно разрабатывают метод адресной доставки препаратов. Его суть заключается в транспортировке молекул лекарственного вещества в заданную область организма при помощи управляемого носителя, так называемого молекулярного контейнера. Чаще всего это микро- и наногели. Они интересны тем, что проницаемы, следовательно, могут удерживать препарат внутри себя и впоследствии высвобождать его в нужный момент.
Однако реакция иммунной системы мешает использовать этот подход. Клетки-макрофаги начинают активно поглощать молекулярные контейнеры, что значительно сокращает время циркуляции лекарства в организме. А чем оно больше, тем выше вероятность успешной доставки вещества к нужной клетке.
Ученые из Германии ранее провели ряд экспериментов и пришли к выводу, что уменьшение упругости наногеля увеличивает время циркуляции препарата в крови. Они выдвинули гипотезу о том, что во время контакта клеток-макрофагов с мембраной происходит деформация полимерных частиц, что затрудняет процесс их поглощения.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые с физического факультета МГУ имени Ломоносова провели компьютерное моделирование взаимодействия частиц наногеля с различной упругостью с модельной мембраной клетки. Результаты подтвердили выдвинутое ранее предположение — при контакте с мембраной «мягкие» (менее сшитые) наногели уплотнялись, в то время как более «жесткие» частицы практически не деформировались и поглощались мембранами.
«Мы надеемся, что это исследование в дальнейшем позволит увеличить эффективность метода адресной доставки препаратов. Помимо ценности в области медицины, эта работа позволила нам лучше понять некоторые аспекты физики наногелей, которые могут найти применение и в других областях», — говорит Рустам Гумеров, кандидат физико-математических наук, кандидат технических наук, научный сотрудник кафедры физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ имени Ломоносова.
Автор: Полина Ячменникова
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
