Наночастицы пластика, вдохновлённые природой, могут улучшить доставку лекарств от рака

Учёные из UNSW Sydney разработали способ управления формой полимерных молекул, чтобы они самостоятельно собирались в несферические наночастицы. Это достижение может улучшить доставку токсичных препаратов к опухолям.

"В природе очень мало идеально сферических объектов", — говорит старший автор исследования профессор Палл Тордарсон из Школы химии UNSW. "Большинство биологических структур, таких как клетки, бактерии и вирусы, имеют разнообразные формы, включая трубки, стержни и сплюснутые сферы, или эллипсоиды. Но учёным было очень сложно синтезировать частицы, не являющиеся идеально круглыми".

"Наш прорыв означает, что мы можем предсказуемо создавать "умные" полимеры, которые меняют свою форму в зависимости от различных условий окружающей среды, формируя крошечные эллипсоидные или трубчатые структуры, способные инкапсулировать лекарства. У нас есть предварительные доказательства, что эти пластиковые наночастицы более естественной формы проникают в опухолевые клетки легче, чем сферические".

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Учёные работали с полимерными молекулами, содержащими водорастворимую и нерастворимую в воде части. В растворе они самостоятельно собираются в круглые полые структуры, известные как полимеросомы. Полимеросомы становятся мощным новым инструментом для доставки лекарств благодаря высокой стабильности, химической универсальности и простоте модификации молекул на их поверхности. Однако их полный потенциал сдерживался сложностью управления их формой.

Новизна химического дизайна команды UNSW заключается в добавлении нерастворимой в воде периленовой полимерной группы в мембрану полимеросомы. Затем форму и размер полимеросомы можно регулировать, изменяя количество воды в растворителе.

"Это простое, но элегантное решение, которое, как мы чувствуем, имеет большой потенциал для создания широкого спектра сложных полимерных структур, вдохновлённых природой", — говорит профессор Мартина Штенцель.

Команда использовала криогенную просвечивающую электронную микроскопию (техника, за которую в 2017 году была присуждена Нобелевская премия по химии), чтобы определить, как полимерные молекулы упаковываются вместе в растворе.