Наночастицы "путешествуют" на эритроцитах: новый метод доставки лекарств

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре обнаружили, что прикрепление полимерных наночастиц к поверхности эритроцитов (красных кровяных телец) значительно увеличивает время их циркуляции in vivo. Работа, опубликованная в июльском номере журнала Experimental Biology and Medicine, может найти применение в доставке лекарств и создании циркулирующих биореакторов.

Полимерные наночастицы — отличные носители для лекарств, защищающие их от деградации и обеспечивающие пролонгированное высвобождение. Однако у них есть серьёзный недостаток: они быстро (иногда за минуты) удаляются из кровотока, что делает их неэффективными.

Команда под руководством профессора химической инженерии Самира Митраготри и недавней выпускницы докторантуры Элизабет Чемберс выяснила, что наночастицы могут дольше оставаться в кровотоке, если прикрепить их к эритроцитам. Частицы в конечном итоге отсоединяются из-за сил сдвига и межклеточных взаимодействий и выводятся печенью и селезёнкой. Циркуляция самих эритроцитов при этом не нарушается.

«Прикрепление полимерных наночастиц к эритроцитам сочетает в себе преимущества длительного времени циркуляции и обилия эритроцитов с надёжностью полимерных наночастиц», — сказал Митраготри. — «Использование эритроцитов для продления циркуляции частиц избавляет от необходимости изменять поверхностную химию всей частицы, что открывает потенциал для присоединения химических веществ к открытой поверхности для таргетных применений».

Исследователи установили, что частицы, прикреплённые к эритроцитам, могут избежать фагоцитоза, поскольку эритроциты умеют уклоняться от макрофагов. Наночастицы — не первые, кто использует эритроциты как транспорт: эту стратегию уже применяют некоторые бактерии, например, hemobartonella, которые могут оставаться в кровотоке несколько недель.

Учёные считают, что теоретически можно удерживать наночастицы в кровотоке относительно долго — вплоть до срока жизни эритроцита (120 дней), если усилить связь между частицами и клетками. Методология применима для лекарств, эффективных даже будучи прикреплёнными к эритроциту, хотя медленное высвобождение с поверхности клетки также возможно.

По словам Митраготри, этот способ продления циркуляции частиц имеет серьёзное значение для доставки лекарств и может привести к новым методам лечения широкого спектра состояний, включая рак, тромбы и болезни сердца. Доктор Стивен Р. Гудман, главный редактор журнала, отметил, что это исследование также может иметь важные последствия для будущего лечения гематологических заболеваний, и назвал его «слиянием современной нанобионауки с клеточной биологией и гематологией».