Exosome nanoporator: Нанофлюидное устройство для создания лекарств на основе экзосом
Исследовательская группа под руководством профессора ЯН Хуэй из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук сообщила о создании нового нанофлюидного устройства для высокопроизводительного получения лекарственных средств на основе экзосом.
Исследование опубликовано в журнале Small.
Экзосомы — это биологические наночастицы диаметром около 30–200 нм, которые секретируются в межклеточное пространство или жидкости организма почти всеми типами клеток. Поскольку экзосомы имеют естественное происхождение и функционируют как инструменты межклеточной коммуникации, они обладают большим потенциалом в качестве «умных» средств доставки грузов.
Однако обычно используемые методы загрузки экзосом желаемыми грузами страдают от низкой эффективности и наносят чрезмерные повреждения как самим экзосомам, так и их содержимому.
В этой работе группа профессора ЯН предложила высокопроизводительное нанофлюидное устройство под названием «экзосомный нанопоратор» (ENP), способное загружать различные экзогенные вещества в экзосомы.
ENP позволяет точно контролировать характеристики жидкости в наномасштабе с помощью нанофлюидной технологии, что обеспечивает высокую управляемость условий получения лекарственных средств на основе экзосом.
Кроме того, были изготовлены нанофлюидные каналы с точной геометрией, что позволило реализовать 30 000 параллельно работающих модулей в одном устройстве.
При прохождении экзосом через наноканалы их мембраны становятся проницаемыми под действием механического сжатия и сдвига жидкости. Это создает временные нанопоры в мембранах экзосом, позволяя молекулам груза проникать внутрь из окружающего раствора, при этом сохраняя целостность экзосом.
В качестве модельного груза исследователи выбрали клинически одобренный химиотерапевтический противоопухолевый препарат доксорубицин гидрохлорид и подтвердили, что ENP может эффективно загружать его в экзосомы.
«Мы обнаружили, что экзосомы, обработанные с помощью ENP, могут доставлять свой лекарственный груз в клетки немелкоклеточного рака легкого человека и вызывать гибель клеток. Это указывает на потенциальные возможности устройства для разработки новых систем доставки на основе экзосом для медицинских и биологических применений», — сказал профессор ЯН.
В будущем эта новая стратегия может стать платформой для загрузки в экзосомы различных экзогенных веществ, имеющих биологическое значение и клинический терапевтический эффект.