В ядре клетки: новые данные об использовании нанотехнологичных лекарств

Новые лекарства, такие как вакцины против COVID-19, основаны на транспорте препаратов с помощью наночастиц. Долгое время не было ясно, ухудшается ли этот транспорт из-за накопления белков крови на поверхности наночастицы.

Учёные из Института полимерных исследований Общества Макса Планка проследили путь такой частицы в клетку, используя комбинацию нескольких методов микроскопии. Они смогли наблюдать внутриклеточный процесс, который эффективно разделяет компоненты крови и наночастицы.

Наночастицы — актуальная область исследований, без них немыслима современная медицина. Они служат микроскопическими капсулами для лекарств диаметром менее тысячной доли миллиметра. Среди прочего, они используются в современных вакцинах против COVID-19 для эффективной доставки действующих веществ туда, где они действительно нужны. В большинстве случаев капсулы прикрепляются к клеткам, окружаются ими и поглощаются. Внутри клетки химические процессы могут затем вскрыть капсулы, высвобождая активный ингредиент.

Однако этот идеализированный процесс обычно не происходит: при движении по кровотоку на поверхности нанотранспортера накапливаются белки крови. Они также попадают в клетку. Долгое время оставался нерешённым вопрос, нарушает ли этот процесс высвобождение активного вещества.

Учёные под руководством Инго Либервирта, руководителя группы в отделе Катарины Ландфестер, исследовали этот вопрос. Они пометили наночастицу и белки крови разными флуоресцентными красителями. В результате при просмотре через высокоразрешающий световой микроскоп они светятся разными цветами. Параллельно исследователи смогли наблюдать процесс с более высоким разрешением с помощью электронного микроскопа.

Комбинируя оба метода, учёные увидели, что клетка сначала поглощает комплекс из наночастиц и белков крови. Внутри клетки они наблюдали нечто удивительное: белковое покрытие отделяется от наночастицы и высвобождает её. Через некоторое время белки и частицы присутствуют в клетке раздельно.

«Поэтому мы предполагаем, что высвобождение лекарства в клетке не нарушается белковым покрытием, — говорит Инго Либервирт. — Однако теперь важно выяснить, как именно этот процесс происходит внутри клетки».

Учёные опубликовали свои результаты в журнале Nature Communications.