Новые подходы к нацеливанию наночастиц на раковые клетки

Две новые работы демонстрируют инновационные методы создания наноразмерных устройств для диагностики и терапии рака.

Наноустройство на основе Y-образной ДНК

Исследователи из City of Hope Medical Center использовали бактериальный фермент метилтрансферазу для присоединения до трёх различных таргетных молекул к Y-образной ДНК. Они сконструировали ДНК так, чтобы на конце каждого "плеча" находился нуклеотид 5-фторцитозин. Этот нуклеотид "обманывает" фермент, заставляя его образовать ковалентную связь с молекулой ДНК (в норме фермент лишь присоединяет метильные группы -CH₃ к ДНК).

Учёные создали фьюжн-белки, соединив метилтрансферазу с белками (например, тиоредоксином), которые связываются со злокачественными клетками. Компьютерное моделирование помогло спроектировать связь, не нарушающую активность фермента или таргетные свойства белка. К другой части ДНК присоединили флуоресцентную метку для визуализации.

Тесты на клеточных линиях in vitro показали, что устройство избирательно связывается только с клетками рака простаты, экспрессирующими рецептор тиоредоксина. Это позволяет использовать его в гистологическом типировании опухолей. Метод можно адаптировать для присоединения разных молекул к каждому "плечу" ДНК.

Золотые наночастицы с таргетингом на фолиевую кислоту

Исследователи из Университета Пердью разработали агенты на основе фолиевой кислоты для нацеливания золотых наночастиц. Цель — использование наночастиц в качестве светоактивируемых "тепловых скальпелей" против клеток, сверхэкспрессирующих рецептор фолиевой кислоты.

В основе конструкции — биосовместимый водорастворимый полимер полиэтиленгликоль (PEG), который "маскирует" нанообъекты от иммунной системы. К одному концу полимера присоединили молекулу фолиевой кислоты, к другому — тиоктовую кислоту. Молекула тиоктовой кислоты содержит два атома серы, которые прочно связываются с золотом.

Полученные наночастицы золота со средним диаметром 10 нм были стабильны в воде. С помощью просвечивающей электронной микроскопии подтвердили, что частицы эффективно поглощаются опухолевыми клетками, экспрессирующими рецептор фолиевой кислоты. Клетки без этого рецептора частицы не поглощали.

Поддержка и публикации:

• Работа с Y-образной ДНК поддержана Национальным институтом рака (NCI) и опубликована в Nano Letters ("Nucleoprotein assemblies for cellular biomarker detection").
• Работа с фолатным таргетингом опубликована в Bioconjugate Chemistry ("Synthesis and grafting of thioctic acid-PEG-folate conjugates onto Au nanoparticles for selective targeting of folate receptor-positive tumor cells").