Лекарственные средства и препараты, медицинское оборудование

Новый метод для анализа механизма действия нанопрепаратов

Российские ученые предложили новый подход к оценке параметров диффузионного движения наночастиц в цитоплазме живых клеток. Исследователи отмечают, что понимание особенностей протекания этого процесса in vitro и in vivo поможет существенно продвинуться в диагностике и лечении многих заболеваний. Исследование опубликовано в Journal of Physical Chemistry Letters.

Высокая концентрация в живых клетках различных макромолекул (белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот), известная также как «макромолекулярное скопление», значительно затрудняет понимание химических и биологических процессов, происходящих в организме человека в наночастицами (наноформулированных препаратами), которые используются в медицине как для диагностики, так и для терапии различных заболеваний. Из-за уменьшения свободного (незанятого) объема клеточного раствора вследствие скопления макромолекул наночастицы теряют способность к нормальному распределению (диффузии) в клеточной среде и ведут себя радикально иначе, чем в пробирке. Это, в свою очередь, влияет на результаты лабораторных исследований (in vitro) в разбавленных растворах, которые могут сильно отличаться от того, что на самом деле происходит в живых клетках (in vivo). Изучение поведения наночастиц, которые вводятся в организм, например, в качестве диагностического агента, в условиях “переполненности” очень важно, так как от этого напрямую зависит качество диагностики.

На сегодняшний день самыми популярными методами оценки параметров диффузии частиц являются флуоресцентная корреляционная спектроскопия и динамическое рассеяние света. Оба метода имеют ряд существенных недостатков, влияющих на точность измерений, если речь идет о мультикомпонентных растворах с высокой макромолекулярной скученностью, например, плазме крови человека. Поскольку агрегация наночастиц существенно влияет на их поведение как in vitro, так и in vivo, установление точных параметров их диффузии и гидродинамических показателей необходимо для корректной интерпретации экспериментальных результатов.

Ученые НИТУ «МИСиС», МГУ им. М.В. Ломоносова, НИЦ «Курчатовский институт», физико-технологического института РАН и РХТУ им. Д.И. Менделеева предложили использовать для анализа и оценки параметров диффузии и гидродинамических свойств наночастиц мёссбауэровскую спектроскопию – метод ядерного гамма-резонанса, популярный в физическом материаловедении, геологии и химии. Отличительной чертой мёссбауэровской спектроскопии является ее избирательная чувствительность к изотопу железо-57, которая позволяет точно определить коэффициент диффузии железосодержащих наночастиц различного размера практически в любой среде, независимо от прозрачности и состава раствора, концентрации компонентов или типа «скучковавшихся» макромолекул.

Эта особенность мёссбауэровской микроскопии позволяет проводить точный анализ поведения железосодержащих наночастиц, которые широко применяются в медицине, в т.ч. для адресной доставки лекарств, проведения диагностики методом магнитно-резонансной томографии (МРТ), а также лечении методом гипертермии.

Для использования в качестве опытных образцов ученые синтезировали наночастицы на основе феррита кобальта с размером, сопоставимым с размером белков крови. При этом при синтезе наночастиц был использован изотоп железо-57.

«Одно из важнейших условий для эффективной работы наночастиц-обеспечить возможность их доставки через гистогематические барьеры к очагу заболевания. Хорошо исследованным механизмом является пассивная доставка, которая обеспечивается за счет проникновения наночастиц через поры диаметром 50-200 нм. Очевидно, что наночастицы большего размера не могут эффективно проходить через поры меньшего размера и не будут вероятнее всего рассматриваться в качестве потенциальных лекарственных препаратов. В нашей работе мы смогли показать, что традиционные методы, такие как метод динамического рассеяния света, могут «завышать» значения размера наночастиц, что приводит к неверной трактовке получаемых данных и возможной ложной отбраковке перспективных наночастиц», – поясняет автор исследования, инженер лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» Алексей Никитин.

Применение данного метода позволяет точно определять параметры диффузии металлосодержащих наночастиц в многокомпонентной среде, и позволит значительно продвинуться в разработке эффективных методов диагностики и лечения многих заболеваний, уверены авторы исследования.

«PRO Здоровье»

Статьи от экспертов о здоровом образе жизни, семейных отношениях, болезнях, красоте и др. Советы экспертов по фитнесу, диетам, правильному питанию.Справочники.

Поделиться
Опубликовано
«PRO Здоровье»

Свежие новости

Почему зуб реагирует на сладкое, но не болит от холодного

Почему зуб болит от сладкого, но не реагирует на холодное? Разбираемся, какие стоматологические проблемы могут…

Подагра больше не ждет старости: почему «болезнь королей» все чаще находят у молодых

Подагра всё чаще диагностируется у молодых людей и может начинаться с внезапной боли и отёка…

Еда для нервной системы: что действительно помогает выдерживать стресс и сохранять ясность ума

Какие продукты помогают поддерживать работу нервной системы, память и концентрацию? Разбираемся, какую роль играют витамины,…

Сколько стоят брекеты для подростка: из чего складывается цена

Подробный гид по стоимости брекетов для подростков: состав и этапы затрат, выбор материалов, диагностика, активации…

Зуб реагирует на холодное и сладкое: стоматолог объяснила, где заканчивается кариес и начинается пульпит

Короткая боль от холодного может означать и безобидную чувствительность, и пульпит. Стоматолог-терапевт объясняет, как различить…

Климакс до 40 лет: почему это не «ранняя менопауза» и что делать, если цикл пропал

Прекращение менструаций до 40 лет врачи относят не к ранней менопаузе, а к преждевременной недостаточности…

На сайте используются cookies. Продолжая использовать сайт, вы принимаете условия.

Читайте далее