Учёные создали самоорганизующиеся нанокапсулы для доставки лекарств, вдохновившись гусеницами
Учёные из Наньянского технологического университета (Сингапур) использовали способность к самоорганизации белков из кутикулы гусениц кукурузного мотылька (Ostrinia furnacalis), чтобы создать наноразмерные капсулы для доставки лекарств и матричной РНК (mRNA).
Принцип, подсмотренный у природы
Исследователи проанализировали белки кутикулы головы гусеницы и выявили три пептида (цепи аминокислот), способные самостоятельно собираться в упорядоченные структуры. Эти пептиды содержали повторяющуюся последовательность из пяти и более аминокислот.
Двухэтапный процесс самоорганизации
Учёные создали синтетические версии природных пептидов и растворили их в воде. Добавление органического растворителя ацетона запускает самоорганизацию:
- Сразу после добавления ацетона образуются капли пептидного раствора.
- Диффузия ацетона в капли и воды из капель создаёт градиент концентрации, заставляющий пептиды собираться в β-слои, формируя сферические полые нанокапсулы.
Весь процесс занимает менее 10 минут. Размер капсул можно регулировать, изменяя соотношение пептидов и изофорондиизоцианата, который стабилизирует структуру.
Универсальная система доставки
Исследования показали, что нанокапсулы могут переносить различный «груз»:
- Химиотерапевтические препараты
- Антитела
- mRNA (путём модификации пептидных цепей)
Капсулы нетоксичны и успешно поглощаются разными типами клеток.
Перспективы и дальнейшие шаги
Это первый случай создания пептидных нанокапсул без использования шаблонов. Учёные подали заявку на патент, а результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology (апрель 2024).
В дальнейшем команда планирует использовать искусственный интеллект и машинное обучение для автоматического поиска других природных самоорганизующихся пептидов.
