0
2740
Газета Наука Печатная версия

23.09.2015 00:01:00

Антибиотики без барьеров

Биотехнологи разработали наногубки, впитывающие клеточные токсины

Тэги: биология, медицина, лекарства, антибиотики


биология, медицина, лекарства, антибиотики Красные иммунные лимфоциты на сферах с трансплантированными клетками.

Более полувека назад, в 1959 году, будущий нобелевский лауреат Ричард Фейнман призвал коллег «думать нано», то есть постараться увидеть невидимое, поскольку оптический микроскоп из-за большой длины световых волн не позволяет видеть объекты размером менее 350 нанометров (нм). Нынешние технологии позволяют не только видеть, но и производить наночастицы менее 100 нм в диаметре. Однако их применение в терапии наталкивается на факт нежелательного «рассеяния» в организме.

Принцип «есть чтобы жить» лежит в основе биосферы и ее пищевых пирамид и цепей. Вирусы, не являющиеся организмами в силу того, что у них нет собственного обмена веществ, «выедают» бактерии и клетки, материальные и энергетические ресурсы которых используют для построения новых вирусных частиц. Бактерии и одиночные клетки едят что попало. Однако болезнетворные поедают клетки многоклеточных организмов, вызывая инфекционные и паразитарные заболевания. Борьба с этими заболеваниями наталкивается на барьер лекарственной резистентности (невосприимчивости). То же можно сказать и раковых клетках.

Одним из открытий последнего времени является то, что не только нейроны «общаются» с мышечными клетками с помощью нейромедиаторов-трансмиттеров (например, адреналина). Оказалось, что раковые клетки обмениваются с опухолевыми, или туморо-ассоциированными макрофагами (ТАМ), при помощи малых РНК, а патогенные микроорганизмы посредством стрептидов. Последние представляют собой пептиды («осколки» белковых молекул) и были открыты у стрептококков, откуда их название. Стрептиды необходимы для «единения» множества кокковых клеток, образующих биопленки, не пропускающие антибиотики и иммунные клетки. Об этих исследованиях сообщалось в журналах J. Natl Cancer Institute и Nature Chemistry.

203-13-2_t.jpg
Губчатая наносфера с полимерной сердцевиной и
коричневой оболочкой эритроцита, в которую встроены
разноцветные молекулы бактериальных токсинов.
Иллюстрации Physorg

Одним из устойчивых к антибиотику метициллину кокков является MRSA – золотистый стафилококк, который «сидит» у нас в коже и мягких тканях. Этот стафилококк выбрасывает в кровь белки-токсины, образующие в оболочках клеток поры (PFT – Pore-Forming Toxins). Вообще-то, в клеточных мембранах много «пористых» протеинов, например ионные поры нейронов или аквапорин, через который идет транспорт воды, а иммунные лимфоциты атакуют инфицированные вирусами клетки с помощью молекул перфорина, проделывающего дырки диаметром до 120 нм. Стафилококк с помощью молекул токсина «пробивает» оболочку эритроцитов (красных кровяных клеток), получая тем самым доступ к их энергоемкому белку гемоглобину, что обеспечивает рост и размножение микробных клеток.

Два года назад специалисты Калифорнийского университета в Сан-Диего предложили наногубки, представляющие собой сферы диаметром не более 90 нм, которые успешно поглощают бактериальные токсины при заражении крови. Сферы диаметром 73 нм представлены сополимером молочной и гликоевой кислот, после чего их «облекают» эритроцитарной оболочкой, что добавляет к их диаметру еще 15 нм. В этом году к наногубчатым сферам ученые добавили акриламидный и этиленгликольный полимеры, поперечные связи между цепями которых образует диметакрилат. Этот продукт не только защищает губчатые наносферы, но и является гидрогелем, удерживающим воду.

Новый композит превосходно впитывает молекулы токсина MRSA. Но авторы статьи в журнале Advanced Materials предлагают использовать его также для поглощения циркулирующих в крови токсинов пчелиного и змеиного яда, а также кишечной палочки и сальмонеллы, вызывающие тяжелые расстройства пищеварения (AM).

За несколько дней до публикации из университета Торонто пришло сообщение о том, что гидрогель повышает жизнеспособность нервных стволовых клеток, с помощью которых можно восстанавливать зрение и бороться с последствиями мозговых инсультов. Гидрогель можно сочетать с 3D-микроволнами, что более чем в 50 раз повышает упругость композитных материалов, которые можно использовать для восстановления тканей, например после удаления груди или утери мышечной массы.

Биоинженеры Технического университета в Мюнхене вместе с коллегами из Англии, Австралии и Голландии предложили «заселять» гидрогель стволовыми клетками разных тканей, и в частности хрящевыми. Это позволит восстанавливать его целостность в суставах, считают авторы, опубликовавшие свои результаты в журналах Nature Communicztions и Nature Materials.

Губчатые наносферы в сочетании с гидрогелем можно использовать также для поглощения веществ межклеточного «общения», о которых говорилось выше. В Детском госпитале Лос-Анджелеса выявили две РНК, которые необходимы для контактов клеток нейробластомы и макрофагов, способствующих раковому росту (J. Natl Cancer Institute). А поглощение стрептидов нарушит формирование стафилококковых и иных бактериальных пленок. Это свойство композитов наносферы – гидрогель можно использовать не только в лечебных целях, но и как потенциальные вакцины. Дело в том, что встроенные в эритроцитарную мембрану молекулы токсинов и иные белки способны активировать иммунную систему организма.


Комментарии для элемента не найдены.

Читайте также


«Спутник V» может долететь до Уругвая

«Спутник V» может долететь до Уругвая

Юрий Паниев

Москва надеется на более полное раскрытие потенциала отношений с Монтевидео

0
206
Алиев заявил, что Армения иногда нарушает режим прекращения огня

Алиев заявил, что Армения иногда нарушает режим прекращения огня

0
130
Директор СНБ Армении выехал с визитом в Москву

Директор СНБ Армении выехал с визитом в Москву

0
119
Власти в Токио заявили, что намерены двигаться к решению вопроса о южной части Курил

Власти в Токио заявили, что намерены двигаться к решению вопроса о южной части Курил

0
105

Другие новости

Загрузка...