Новые флуоресцентные нановезикулы для внутриклеточного детектирования биомаркеров

Исследователи из группы Nanomol (сеть CIBER-BBN) и Университета Рима Тор Вергата создали новые нановезикулы, способные преодолевать биологические барьеры, такие как клеточные мембраны, сохраняя при этом сенсорную способность. Это делает их перспективными зондами для внутриклеточного обнаружения биомаркеров.

"Разработка зондов, способных чувствовать биологическую среду и сигнализировать о наличии специфической целевой молекулы, — это актуальная задача для множества биомедицинских приложений, от доставки лекарств до диагностических инструментов", — говорит Мариана Кёбер, исследователь ICMAB и соавтор работы.

Исследование, опубликованное в Advanced Functional Materials, представляет дизайн флуоресцентных нановезикул, функционализированных биомиметической ДНК. Их связывание с целевой молекулой преобразуется в оптический сигнал за счёт изменения флуоресцентного резонансного переноса энергии (FRET) и флуоресцентного излучения.

Эти нановезикулы Quatsomes (QS) — новый класс высокостабильных мелких униламеллярных везикул диаметром ≈50–100 нм. Они образуются путём самосборки ионных поверхностно-активных веществ и стеролов в водной среде. Их высокая стабильность (в том числе в биологических жидкостях), униламеллярность и однородность делают их привлекательным мягким материалом для сенсорных приложений.

"Нановезикулы QS загружены флуоресцентными зондами на основе амфифильных нуклеиновых кислот для создания программируемых FRET-активных нановезикул, которые функционируют как высокочувствительные преобразователи сигнала", — объясняют исследователи.

Учёные CIBER-BBN участвовали в характеристике фотофизических свойств этих нановезикул и продемонстрировали высокоселективное обнаружение клинически значимых микроРНК с чувствительностью в наномолярном диапазоне. Производство и физико-химическая характеристика нановезикул выполнены с использованием услуг ICTS NANBIOSIS.

По словам авторов, предложенную стратегию можно легко адаптировать для обнаружения различных биомаркеров. Они надеются создать биоимиджинговую платформу для детектирования широкого спектра нуклеиновых кислот и других клинически значимых молекул в биологических жидкостях или непосредственно в клетках, благодаря способности Quatsomes к внутриклеточной доставке.