Курьер прибыл! Ученые успешно испытали новую доставку лекарств

Новое исследование, проведенное в Университете Барселоны, проанализировало жизнеспособность новой наномолекулы в качестве средства доставки лекарств.

Результаты, опубликованные в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, показывают, что разработанные липосомы способны перевозить и доставлять внутрь клеток противораковый препарат, который использовался в качестве модели.

В исследовании приняли участие ученые с факультетов биологии, физики и фармации и пищевых наук Университета Барселоны, а также исследователи из Научно-технологических центров (CCiTUB), Института нанонауки и нанотехнологий (IN2UB) и Института биоинженерии Каталонии (IBEC).

Взаимодействие между липосомами и клеточной мембраной

Липосома — это искусственная сферическая пузырьковая структура с мембраной, состоящей из двойного слоя липидов, который напоминает структуру клеточных мембран. С момента открытия липосом в шестидесятых годах прошлого века они использовались как модель для изучения клеточных мембран и как потенциальная система доставки лекарств.

Одна из задач превращения липосом в средства доставки лекарств — выяснить, как они взаимодействуют с клеточными мембранами и какой основной механизм — адсорбция, слияние или эндоцитоз, или комбинация этих трех механизмов — участвует в интеграции липосом в клетки.

Взаимодействие между липосомами и клеточной мембраной может быть чрезвычайно различным в зависимости от природы клеточной мембраны и липидного состава липосом, — отмечают исследователи.

Липосомы, разработанные в данном исследовании, представляют собой небольшие липидные сферы с составом, аналогичным составу клетки, которую они хотят лечить.

Это сходство облегчает их внедрение и доставку лекарства внутрь клетки, — отмечает Оскар Доменек, член IN2UB и один из ученых, принимавших участие в исследовании.

Исследование на клеточных культурах

Данное исследование является продолжением предыдущего, которое проводила та же исследовательская группа и в котором анализировались механизмы слияния липосом с помощью упрощенной модели, копирующей мембрану клеток HeLa — типа клеток, широко используемых в научных исследованиях.

Мембрана клеток HeLa более сложная, чем модель, которую мы использовали в предыдущем исследовании. Теперь мы использовали реальные клеточные культуры, чтобы получить лучшее представление о механизме взаимодействия наших липосом, — заявили исследователи.

Чтобы изучить взаимодействие между липосомами и клеточной мембраной и оценить интеграцию этих наномолекул, исследователи совместили два метода. С одной стороны, они использовали конфокальную флуоресценцию, которая позволяет увидеть флуоресцентные молекулы внутри клетки. Затем в липосомы инкапсулировали кальцеин, флуоресцентный краситель, чтобы увидеть, проникают ли наномолекулы и их содержимое в клетки.

Кроме того, исследователи применили технологию атомно-силовой микроскопии, чтобы увидеть физико-химические изменения на поверхности клетки и оценить жесткость клеточной мембраны в присутствии липосом. Взаимодействие липосом подтвердило результаты, полученные с модельными мембранами, и это показывает возможности этих наномолекул в качестве потенциального нанотранспортера.

Мы показали, что липидный состав позволяет доставлять содержимое липосом внутрь клетки, а также продемонстрировали влияние филоподий — маленьких жгутиков клетки — в облегчении присоединения липосом к клеточной мембране, — добавляет Оскар Доменек.

Тест с противораковым препаратом

Чтобы подтвердить способность этих липосом служить системой доставки лекарств, исследователи инкапсулировали в них метотрексат, иммуносупрессивный препарат, используемый для лечения ряда онкологических, воспалительных и аутоиммунных патологий.

Мы смогли показать, что наши липосомы идеально подходят для доставки этой модельной молекулы, которая, как мы знаем, способна уничтожать раковые клетки, — отмечает Доменек.

Полученные результаты открывают двери для будущих исследований с другими молекулами и типами клеток.

Мы хотели бы распространить эту технологию на другие типы клеток или даже тканей, чтобы показать жизнеспособность анализа, а также использовать другие терапевтические молекулы, инкапсулированные в липосомы, — заключил Доменек.

Более того, — добавляет он, — две методики, которые мы применили в ходе исследования, позволили нам получить результаты быстрым и минимально инвазивным способом, что в будущем может стать показателем хорошего противоракового эффекта лекарства.

11.01.2023