Новый клеточный процесс для поглощения наноматериалов

Материалы размером в десятки или сотни нанометров обладают уникальными свойствами и широко используются для диагностики и лечения болезней. Основная проблема — доставка этих наноразмерных материалов в клетки к месту их действия.

Традиционные методы включают связывание наноматериалов с короткими фрагментами белков — пептидами, которые затем взаимодействуют с клетками. Однако влияние этих взаимодействий на другие клеточные процессы плохо изучено, а сама процедура усложняет производство и может менять функциональность материалов.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, учёные из Университета Миннесоты обнаружили новый клеточный процесс, который может поглощать наноматериалы без прямой функционализации пептидами. Его активность регулируется цистеином вокруг клеток. Команда назвала этот процесс поглощения посторонних наночастиц (NPs) «bystander uptake» (фоновое поглощение).

«Просто смешав два типа наноразмерных материалов, мы открыли новый клеточный процесс, который предлагает простое решение для проникновения наноматериалов в клетки», — сказал Хонгбо Панг, ведущий автор исследования.

Исследование выявило уникальные свойства процесса:

• Фоновое поглощение позволяет клеткам поглощать только наноразмерные материалы, но не другие вещества вокруг клеток (например, жидкости).
• Активность этого поглощения стимулируется присутствием одной из 20 природных аминокислот — цистеина — в окружении клеток.

Эти явления были подтверждены на различных типах клеток, наночастиц и в различных физиологических условиях.

Основные выводы исследования:

• Совместное введение с TAT-NP (слиянием пептида и наноматериала) позволяет клеткам поглощать наноразмерные материалы фоновым способом.
• Это поглощение специфично именно для наноматериалов.
• Цистеин в культуральной среде сильно стимулирует активность этого процесса.