Направленность наночастиц открывает путь к улучшению доставки лекарств

Инженеры MIT показали, что можно улучшить эффективность наночастиц для доставки лекарств, контролируя свойство химических структур, известное как хиральность — их «праворукость» или «леворукость».

Многие биологические молекулы могут существовать в правой (D) или левой (L) формах (энантиомерах), которые идентичны по составу, но являются зеркальными отражениями друг друга.

Команда MIT обнаружила, что покрытие наночастиц правой формой аминокислоты цистеина помогает частицам избегать разрушения ферментами организма и эффективнее проникать в клетки. Это открытие может помочь в создании более эффективных носителей для лекарств против рака и других заболеваний.

Хиральные взаимодействия

Учёные предположили, что хиральными взаимодействиями можно воспользоваться для улучшения наночастиц. Они создали «супрачастицы» из кластеров 2-нанометровых частиц оксида кобальта, хиральность которым придавало покрытие из D- или L-цистеина.

В экспериментах с клетками рака (миеломы и молочной железы) частицы с D-цистеином поглощались клетками эффективнее. Исследователи связывают это с более сильным взаимодействием с холестерином и другими липидами клеточной мембраны, которые также имеют D-ориентацию.

Также предполагалось, что D-форма цистеина поможет частицам избегать разрушения ферментами организма, состоящими из L-аминокислот, что увеличит время циркуляции в кровотоке.

Результаты на мышах

В исследовании на мышах частицы с D-покрытием действительно оставались в кровотоке дольше, успешно уклоняясь от ферментов, разрушавших L-частицы. Через два часа после инъекции количество D-частиц в циркуляции было значительно выше, и этот перевес сохранялся в течение 24 часов эксперимента.

Планы на будущее

Исследователи планируют испытать этот подход с другими типами частиц:

• Проверить, улучшит ли покрытие золотых частиц D-аминокислотами доставку противораковых препаратов у мышей.
• Использовать подход для модификации аденовирусов, разрабатываемых как потенциальное средство против рака.

Следующим шагом будет проверка, дают ли частицы с D-хиральностью, нагруженные лекарством, усиленный или пролонгированный эффект по сравнению со свободным лекарством. Этот подход потенциально применим практически к любой наночастице.