Новое открытие раскрывает судьбу наночастиц в клетках человека

Ученые, финансируемые Советом по исследованиям в области биотехнологии и биологических наук (BBSRC), выяснили, что происходит с биомиметическими наночастицами при попадании в клетки человека. Они обнаружили, что важные белки, образующие внешний слой этих наночастиц, разрушаются ферментом катепсином L. Теперь ученым необходимо учитывать это явление и преодолевать данный процесс, чтобы обеспечить прогресс в перспективной области наномедицины. Исследование опубликовано сегодня в ACS Nano.

Доктор Рафаэль Леви, стипендиат программы BBSRC David Phillips в Ливерпульском университете и руководитель проекта, заявил: "Мы уже некоторое время знали, что наночастицы поглощаются клетками, и проводились эксперименты по определению их конечного местоположения, но до сих пор мы не знали, в каком состоянии они туда попадают".

В большинстве биологических применений наночастицы покрыты слоем молекул, часто белков, которые определяют их функцию при попадании в клетки. Исследователи подтвердили на широком спектре клеток, что наночастицы попадают в область, называемую эндосомой, где это важнейшее покрытие разрушается катепсином L.

Доктор Виолен Се, также стипендиат программы BBSRC David Phillips в Ливерпульском университете и соавтор-корреспондент, добавила: "Одним из многообещающих применений наночастиц в медицине является их использование в качестве метода доставки терапевтических белковых молекул внутрь клеток. Для эффективности такой биологической терапии белки должны сохранять высокую целостность, и, к сожалению, мы наблюдаем, как это нарушается разрушительным действием катепсина L".

Конструкция любого внутриклеточного наноустройства теперь должна учитывать возможность деградации катепсином L и либо полностью обходить область эндосомы, либо иметь встроенное ингибирование этого фермента.

Доктор Леви продолжил: "Разработанные нами методы помогут в этом, поскольку теперь мы можем быстро и количественно измерять местоположение и состояние наночастицы".

Профессор Дуглас Келл, исполнительный директор BBSRC, сказал: "Нанотехнологии — интересная область, способная раздвинуть всевозможные технологические границы. Они обещают полезные применения в биологии, и мы уже видели отличные результаты, например, в разработке наномагнитной технологии для направленной доставки терапевтических белков и ДНК к конкретным участкам для лечения опухолей. Такие фундаментальные биологические исследования, как это, помогают продвигать наномедицину вперед, чтобы обеспечить ее реальное влияние на здоровье и благополучие в будущем".