Исследование анализирует жизнеспособность новой наномолекулы в качестве средства доставки лекарств

Новое исследование Университета Барселоны проанализировало жизнеспособность новой наномолекулы в качестве средства доставки лекарств. Результаты, опубликованные в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, показывают, что липосомы, разработанные исследователями, способны транспортировать и доставлять внутрь клеток противораковый препарат, который использовался в качестве модели. В исследовании приняли участие исследователи факультетов биологии, физики и фармации и пищевых наук Университета Барселоны, а также исследователи из Научно-технических центров Университета Барселоны (CCiTUB), Института нанонауки и нанотехнологий Университета Барселоны ( IN2UB) и Института биоинженерии Каталонии (IBEC).

Взаимодействие липосом с клеточной мембраной

Липосома представляет собой искусственный сферический пузырь с мембраной, состоящей из двойного слоя липидов, сходной по строению с клеточными мембранами. С тех пор, как эти молекулы были обнаружены в шестидесятых годах, их использовали в качестве модели для изучения клеточных мембран и в качестве потенциальной системы доставки лекарств.

Одной из проблем превращения липосом в средства доставки лекарств является выяснение того, как они взаимодействуют с клеточными мембранами и какой основной механизм – адсорбция, слияние или эндоцитоз, или комбинация этих трех; участвует в интеграции липосом клетками. «Взаимодействия между липосомами и клеточной мембраной могут быть самыми разными в зависимости от природы клеточной мембраны и липидного состава липосом», — отмечают исследователи.

Липосомы, разработанные командой UB, представляют собой небольшие липидные сферы с составом, аналогичным составу клетки, которую они хотят лечить. «Это сходство облегчает его внедрение и доставку лекарства внутрь клетки», — отмечает Оскар Доменек, член IN2UB и один из исследователей, принимавших участие в исследовании.

Исследование на культурах клеток

Это исследование является продолжением предыдущего исследования, проведенного той же исследовательской группой, которая анализировала механизмы слияния липосом с использованием упрощенной модели, копирующей мембрану клеток HeLa, типа культурных клеток, которые широко используются в научных исследованиях. «Мембрана клеток HeLa более сложна, чем модель, которую мы использовали в предыдущем исследовании. Теперь мы использовали настоящие клеточные культуры, чтобы получить лучшее представление о механизме взаимодействия наших липосом», — говорят исследователи.

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

С другой стороны, исследователи использовали метод атомно-силовой микроскопии, чтобы увидеть физико-химические изменения клеточной поверхности и оценить жесткость клеточной мембраны в присутствии липосом. Взаимодействие липосом, разработанных исследователями, подтвердило результаты, полученные с модельными мембранами, и показывает способность состава этих наномолекул в качестве потенциального нанотранспортера. «Мы показываем, что липидный состав обеспечивает доставку содержимого липосом внутрь клетки, а также эффект филоподий — маленьких жгутиков клетки — в облегчении прибытия липосом к клеточной мембране», — добавляет Оскар Доменек. .

Тест с противораковым препаратом

Чтобы проверить способность этих липосом в качестве системы доставки лекарств, исследователи инкапсулировали метотрексат, иммунодепрессант, используемый при лечении нескольких онкологических, воспалительных и аутоиммунных патологий.

Мы могли бы показать, что наши липосомы идеально подходят для доставки этой модельной молекулы, которая, как мы знаем, может уничтожать раковые клетки».

Оскар Доменек, исследователь

Эти результаты открывают двери для будущих исследований с другими молекулами и типами клеток. «Наш интерес состоял бы в том, чтобы распространить методологию на другие типы клеток или даже тканей, чтобы показать жизнеспособность анализа, а также использовать другие терапевтические молекулы, инкапсулированные в липосомы», — говорит Доменек. «Более того, — добавляет он, — две методики, которые мы применили в ходе исследования, позволили нам получить результаты быстрым и минимально инвазивным путем, которые в будущем могли бы стать показателями хорошего действия препарата против раковых клеток».