Безопасный носитель доставляет лекарства непосредственно в клетки

26 September 2020

Лекарства часто имеют нежелательные побочные эффекты. Одна из причин заключается в том, что они достигают не только нездоровых клеток, для которых они предназначены, но также достигают и оказывают влияние на здоровые клетки.

Исследователи из Технического университета Мюнхена (TUM), работая совместно с королевским Технологическим институтом KTH в Стокгольме, разработали стабильный носитель для лекарств. Специальный механизм гарантирует, что лекарства высвобождаются только в пораженных клетках.Человеческое тело состоит из миллиардов клеток.

Безопасный носитель доставляет лекарства непосредственно в клетки

В случае рака геном некоторых из этих клеток изменяется патологически, так что клетки делятся неконтролируемым образом. Причина вирусных инфекций также находится внутри пораженных клеток. Во время химиотерапии, например, используются лекарства, чтобы попытаться уничтожить эти клетки. Однако терапия воздействует на весь организм, повреждая здоровые клетки и приводя к побочным эффектам, которые иногда бывают довольно серьезными.

Синтетическая ДНК держит носителей закрытыми.

В настоящее время ученые доказали, что этот механизм функционирует в системах моделей опухолей, основанных на клеточных культурах. Сначала они упаковали активные ингредиенты. Для этой цели они использовали так называемые муцины, основной ингредиент слизи, обнаруженный, например, на слизистых оболочках рта, желудка и кишечника. Муцины состоят из белкового фона, к которому прикреплены молекулы сахара. Поскольку муцины происходят естественным образом в организме, открытые частицы муцина могут позже расщепляться клетками.

Другая важная часть пакета также происходит естественным образом в организме: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), носитель нашей генетической информации. Исследователи синтетически создали структуры ДНК с нужными им свойствами и химически связали эти структуры с муцинами. Если теперь добавить глицерин к раствору, содержащему молекулы ДНК муцина и активный ингредиент, растворимость Муцинов уменьшается, они сворачиваются и заключают активный агент. Нити ДНК связываются друг с другом и таким образом стабилизируют структуру, так что муцины больше не могут разворачиваться сами.

Замок к ключу.

Стабилизированные ДНК частицы могут быть открыты только правильным ключом, чтобы снова высвободить ин капсулированные молекулы активного агента. Здесь исследователи используют так называемые молекулы микро РНК. РНК или рибонуклеиновая кислота имеет структуру, очень похожую на структуру ДНК, и играет важную роль в синтезе белков в организме; она также может регулировать другие клеточные процессы.

Раковые клетки содержат нити микро РНК, структуру которых мы точно знаем. Чтобы использовать их в качестве ключей, мы соответствующим образом модифицировали замок, тщательно разработав синтетические нити ДНК, которые стабилизируют частицы-носители лекарств.Нити ДНК структурированы таким образом, что микро РНК может связываться с ними и в результате разрушать существующие связи, которые стабилизируют структуру. Синтетические нити ДНК в частицах также могут быть адаптированы к структурам микро РНК, которые возникают при других заболеваниях, таких как диабет или гепатит.

Клиническое применение нового механизма еще не испытано; сначала необходимы дополнительные лабораторные исследования с использованием более сложных систем моделей опухолей. Исследователи также планируют исследовать дальнейшую модификацию этого механизма для высвобождения активных агентов с целью улучшения существующих методов лечения рака.