Прорывный метод для отбора наиболее полезных наночастиц в медицине

Использование наночастиц — крошечных элементов размером с вирус, создаваемых в лабораторных условиях, — становится все более распространенным в биомедицине. Эта быстро развивающаяся технология открывает перспективы для многих медицинских применений, как в диагностике, так и в терапии. Однако взаимодействие наночастиц с иммунной системой оставалось неясным и непредсказуемым, что ограничивало их медицинский потенциал.

Исследователи из Женевского (UNIGE) и Фрибургского (UNIFR) университетов в Швейцарии разработали метод быстрого скрининга для отбора наиболее перспективных наночастиц. Теперь за менее недели можно определить, совместимы ли наночастицы с организмом человека, тогда как ранее такой анализ требовал нескольких месяцев работы. Открытие описано в журнале Nanoscale.

Ключевая роль макрофагов

Макрофаги — это клетки иммунной системы, которые первыми реагируют на попадание в организм чужеродных элементов, «поглощая» их и запуская иммунный ответ. Реакция макрофагов на исследуемую наночастицу позволяет предсказать её биосовместимость.

Идеальная медицинская наночастица должна:

• Не быть токсичной (не убивать клетки).
• Не поглощаться макрофагами полностью (чтобы сохранить терапевтический эффект).
• Ограничивать активацию иммунной системы (чтобы избежать побочных эффектов).

Оценка трёх параметров одновременно

До сих пор оценка биосовместимости наноматериалов была трудоемкой, занимала месяцы и имела проблемы с воспроизводимостью. Команда профессора Кароль Буркен использовала проточную цитометрию для одновременного анализа трёх ключевых параметров — токсичности, способности активировать иммунную систему и степени поглощения макрофагами — на одном образце.

«Макрофаги контактируют с наночастицами в течение 24 часов, а затем проходят через лазерные лучи. Флуоресценция, излучаемая макрофагами, позволяет подсчитать их и охарактеризовать уровень активации. Поскольку сами частицы также флуоресцентны, мы можем измерить количество, поглощенное макрофагами», — объясняет Инес Моттас, первый автор исследования. «Мы можем получить комплексный диагноз для представленной нам наночастицы за два-три дня».

Значение метода

Новый метод, разработанный в рамках Национальных центров компетенций в исследованиях (NCCR) «Биовдохновленные материалы», уже успешно применяется учеными. Он позволяет:

• Быстро фокусировать исследования на самых перспективных частицах.
• Снижать финансовые затраты на разработку.
• Ограничивать использование испытаний на животных.

Кроме того, метод открывает путь к персонализированной терапии. Тестируя наночастицы на опухолевых клетках, выделенных от конкретного пациента, теоретически можно подобрать для него наиболее эффективное лечение.