Магнетосомоподобная структура с высокой эффективностью проникновения в опухолевую ткань
В исследовании, опубликованном в PNAS, группа учёных под руководством профессора Ван Цзюньфэна из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук биомиметически синтезировала мягкие ферромагнитные наночастицы с высокой магнитной таргетностью и способностью проникать в опухолевую ткань. В основе работы лежал механизм биоминерализации естественного «биокомпаса» — магнитотактических бактерий.
Таргетная доставка противоопухолевых препаратов может эффективно повысить их действенность и минимизировать токсичность. Однако из-за сложности микроокружения опухоли средняя эффективность нацеливания наночастиц с лекарством составляет менее 1%, что является одним из узких мест терапии.
Такие животные, как голуби, черепахи и ящерицы, могут использовать геомагнитное поле для навигации. Магнитотактические бактерии, получая железо из окружающей среды, способны направленно двигаться вдоль магнитного поля — геомагнитного или искусственного. Магнетосомы обладают широкими перспективами применения благодаря очевидным преимуществам в магнитных свойствах, биосовместимости и стабильности. Однако природные частицы магнетосом легко накапливаются и осаждаются во внешней среде, что препятствует их проникновению в область поражения и создаёт потенциальную опасность отложения в кровеносных сосудах.
В этой работе исследователи предложили новую стратегию биомиметического синтеза магнетосом. Они создали магнетосомоподобный нанореактор и воссоздали in vitro микроокружение для биоминерализации магнетосом магнитотактических бактерий.
«Магнетосомоподобные наночастицы, синтезированные этим методом, показали отличные результаты, — сказал первый автор исследования Ма Кунь. — Покрытые DSPE-mPEG магнетосомоподобные магнитные наночастицы проникли в область поражения у мышиной модели опухоли».
Экспериментальные результаты демонстрируют улучшение на порядок величины в таргетности и способности к проникновению биомиметических магнетосом в опухолевые ткани по сравнению с другими магнитными нанопрепаратами.
Эта работа не только предоставляет эффективный носитель для магнитной таргетной доставки нанопрепаратов, но и расширяет новую модельную систему для изучения механизма биоминерализации магнитотактических бактерий in vitro.