Клетки предпочитают нанодиски наностержням

Учёные обнаружили, что в стандартных условиях культивирования клетки млекопитающих эффективнее поглощают наночастицы в форме дисков, чем в форме стержней. Это открытие может помочь в разработке более эффективных нанопрепаратов с меньшими побочными эффектами, например, для лечения рака.

Ключевые открытия:

• Предпочтение формы: Клетки поглощают диски эффективнее, чем стержни.
• Влияние размера: В отличие от сферических частиц, более крупные диски и стержни поглощаются клетками эффективнее.
• Разные механизмы: Разные типы клеток используют разные белки (кавеолин или клатрин) для поглощения частиц разного размера и формы.
• Энергетическая выгода: Теоретические расчёты показали, что энергии, необходимой клеточной мембране для обволакивания наночастицы, требуется меньше для дисков, чем для стержней.

Методология:

Для создания частиц использовалась уникальная наноимпринтная технология, адаптированная из полупроводниковой промышленности. Она позволяет с высочайшей точностью контролировать форму (диск, стержень, треугольник) и размер, используя полимерно-лекарственную смесь и УФ-отверждение. Все частицы были гидрофильными и отрицательно заряженными.

Значение исследования:

Работа раскрывает фундаментальные аспекты взаимодействия клеток с наночастицами, что важно не только для адресной доставки лекарств, но и для оценки токсичности наноматериалов в потребительских товарах.

Перспективы:

Исследование будет продолжено в Georgia Tech с целью изучить, как форма наночастиц влияет на их транспорт и функции в моделях на животных (проникновение в опухоли, распределение по органам).

Публикация: Proceedings of the National Academy of Sciences (онлайн-издание, неделя 7 октября).
Финансирование: Национальный научный фонд (NSF) и Национальные институты здоровья (NIH).