Новая методика отслеживает доставку лекарств и генов в клетки
Исследователи из Университета Иллинойса разработали систему отслеживания, которая позволяет оценивать, насколько эффективно различные агенты доставки проникают в клетки и достигают своих внутриклеточных мишеней. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Проблема доставки биологических препаратов
Биологические препараты (биологики), такие как генные терапии, требуют специальных агентов доставки (наночастиц или белков) для попадания в клетки. Их низкая эффективность в клинических испытаниях часто связана с трудностями достижения внутриклеточных мишеней, механизмы которых плохо изучены.
Суть новой методики
Исследователи под руководством профессора Эндрю Смита объединили два метода визуализации:
- Одномолекулярная микроскопия — для наблюдения за отдельными молекулами во времени.
- Квантовые точки — выступающие в роли светящихся меток внутри клеток. Эта комбинация позволила увидеть, подсчитать и отследить все агенты доставки, попавшие в клетку.
Ключевые выводы
- Сильно заряженные молекулы (например, ДНК) легко проникают в клетку, но затем "прилипают" ко всему и не достигают цели.
- Молекулы с полностью сбалансированным зарядом (цвиттер-ионы) свободно диффундируют по всей клетке и получают доступ ко всей её внутренней "машинерии".
Значение и перспективы
- Методика даёт "правила проектирования" для создания более эффективных систем доставки: следует избегать сильного заряда и отдавать предпочтение высокой стабильности и цвиттер-ионным поверхностям.
- Технология отслеживания может использоваться для анализа любых новых агентов доставки для любых типов клеток с помощью стандартного флуоресцентного микроскопа.
- Следующий шаг — отслеживание агентов, несущих реальный терапевтический груз (лекарства или гены), на всех этапах пути доставки.
По словам Смита, эта работа приближает решение проблемы внутриклеточной доставки, которая ограничивает развитие медицины и генной терапии уже целое столетие.