Влияние белковой короны на взаимодействие визуализируемых с помощью AIE липосом с клетками

С момента выхода на рынок в 1995 году пегилированной липосомальной доксорубицина (Doxil) липосомы стали одной из наиболее клинически апробированных систем доставки лекарств в наномедицине. Катионные липосомы привлекают особое внимание из-за их способности связывать отрицательно заряженные нуклеиновые кислоты для доставки генов и потенциала к слиянию с клеточными мембранами, что ведет к прямой доставке груза в цитоплазму и высокой эффективности.

Однако эффективность доставки лекарств/генов катионными липосомами чаще всего оценивается in vitro в условиях, свободных от сыворотки. Известно, что при попадании в биологические жидкости нанообъекты (такие как липосомы) адсорбируют на своей поверхности множество белков, образуя слой — «белковую корону». Этот слой влияет на заряд, размер и поверхностные свойства наночастицы, придавая ей новые биологические свойства, которые сказываются на её дальнейшей судьбе: распределении, токсичности, клеточном поглощении. Таким образом, поведение катионных липосом на клеточном уровне в биологической среде может отличаться от поведения в среде без сыворотки.

В этом контексте Wang et al. синтезировали зонд для клеточной мембраны (TR4), содержащий 4 остатка аргинина, хвост пальмитиновой кислоты и тетрафенилэтилен (TPE), и создали катионную липосому (TR4@Lipo), встроив TR4 в бинарную липосомальную мембрану из гидрогенизированного фосфатидилхолина (HSPC) и холестерина. Благодаря свойству агрегационно-индуцированной эмиссии (AIE) TPE, флуоресценция TR4 резко усиливалась при ограничении в липидном бислое, что наделило TR4@Lipo способностью к самовизуализации в конфокальной микроскопии.

Интересно, что в среде без сыворотки TR4@Lipo взаимодействовала с клетками через слияние с мембраной, и этот процесс не требовал энергии. Однако при введении в среду, содержащую эмбриональную бычью или человеческую сыворотку, с формированием белковой короны на поверхности липосомы, TR4@Lipo поглощалась клетками путём эндоцитоза, зависимого от энергии. Более того, когда в TR4@Lipo загружали доксорубицин (в качестве модельного груза), наблюдалось, что белковая корона изменяла не только путь интернализации липосом, но и внутриклеточное распределение груза.

Таким образом, используя самовизуализирующую липосому, исследование продемонстрировало влияние белковой короны на взаимодействие катионных липосом: она переключает их поглощение клетками с энергонезависимого слияния мембран на энергозависимый эндоцитоз, а также модулирует внутриклеточное распределение инкапсулированного груза. Эти знания углубляют понимание био-нано взаимодействий и важны для эффективного дизайна и применения катионных липосом.