Новый метод точной доставки терапевтических средств в организме

Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали новый способ доставки терапевтических белков в организм. Он использует акустически чувствительный носитель для инкапсуляции белков и ультразвук для визуализации и направления капсулы в нужное место. Затем ультразвук разрушает капсулу, позволяя белку проникнуть в клетку.

"Когда вы воздействуете ультразвуком на частицу, в клеточной мембране открывается отверстие, которое существует несколько микросекунд", — сказал Скотт Медина, доцент кафедры биомедицинской инженерии. — "Мы можем использовать это временное отверстие для доставки антител — перспективных терапевтических молекул в прецизионной медицине, которые иначе не могут попасть внутрь клеток".

Эти антитела являются новыми терапевтическими средствами для лечения рака, инфекционных заболеваний и ревматоидного артрита.

Основной сложностью нового метода было то, что белок не хотел взаимодействовать с внутренней частью частицы, состоящей из фторсодержащей жидкости, похожей на жидкий тефлон. Аспирантка Джанна Слоун нашла решение — фторсодержащую маску. Эти химические маски имеют баланс полярности и содержания фтора, который позволяет белку взаимодействовать с фторсодержащей жидкой средой, сохраняя при этом его свернутую структуру и биоактивность.

"У нас было много трудностей при разработке этого нового метода", — сказала Слоун, первый автор статьи, недавно опубликованной в ACS Nano. — "Самым сложным было понять, какие химические вещества могут маскировать белок. Это определенно был мой момент эврики".

Будущие применения

В будущей работе команда планирует изучить использование своего ультразвукового программируемого материала в качестве платформы для контролируемой визуализацией доставки:

• Терапевтических белков (например, антител, изменяющих аномальные сигнальные пути в опухолевых клетках, чтобы "выключить" их злокачественные свойства).
• Инструментов для редактирования генов, таких как CRISPR, для ультразвукового контроля над генной инженерией клеток в сложных 3D тканевых микроокружениях.

Важно, что для этой доставки можно использовать ультразвуковые методики, уже применяемые в больницах, что, как надеются исследователи, позволит быстро внедрить эту технологию для прецизионного здравоохранения.