Исследователи создали новую «умную» систему доставки на основе нанокапсул для белковой терапии
Белковая терапия — доставка здоровых белков в клетки для замены дефектных — считается одним из самых прямых и безопасных подходов к лечению болезней. Но её эффективность ограничивается низкой эффективностью доставки и плохой стабильностью белков, которые часто расщепляются протеазами клетки до достижения цели.
Исследователи из Школы инженерии и прикладных наук Генри Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали новую платформу внутриклеточной доставки. Она использует нанокапсулы с белковым ядром и тонкой полимерной оболочкой, которую можно запрограммировать на разрушение или стабильность в зависимости от клеточной среды.
Исследование опубликовано 29 декабря в январском выпуске 2010 года журнала Nature Nanotechnology.
Как это работает
Нанокапсулы состоят из одиночного белкового ядра и проницаемой полимерной мембраны толщиной в несколько десятков нанометров. Свойства оболочки можно варьировать:
- Нерасщепляемая оболочка — стабильна, защищает белок от атак протеаз и факторов среды (температура, pH). Малые молекулы-субстраты могут диффундировать к белку.
- Расщепляемая оболочка — необходима, если белку нужно взаимодействовать с крупными субстратами. Она разрушается под действием низкого pH внутри эндосомы клетки или специфических протеаз, высвобождая белок-груз внутри клетки.
Значение и перспективы
Технология позволяет доставлять в клетки множественные белки с высокой эффективностью и активностью при низкой токсичности. Потенциальные области применения:
Цитаты исследователей
- Юньфэн Лу: «Мы смогли стабилизировать белок, облегчив его проникновение через клеточную мембрану и позволив ему функционировать внутри клетки».
- Лили Ву: «Улучшение безопасности, эффективности и таргетированной доставки белкового груза — это „святой Грааль“ современной медицины. Эта новая технология обещает успех во всех этих аспектах».
- Татьяна Сегура: «Многие существующие белковые терапевтики действуют только вне клетки, потому что белки трудно доставить внутрь».
Команда уже расширила применение технологии с пяти до более чем двух десятков различных белков. Следующий ключевой шаг — тестирование в релевантных доклинических моделях заболеваний.