РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ХИМИИ TBEPДОГО ТЕЛА
   
| | | | |
| | | |
 05.08.2005   Карта сайта     Language По-русски По-английски
Новые материалы
Экология
Электротехника и обработка материалов
Медицина
Статистика публикаци


05.08.2005

Нано биотех


Умные нанотрубки в доставке лекарств

By: Свидиненко Юрий (Svidinenko) 2005.08.04






Умные нанотрубки в доставке лекарств


Нанотрубки - практически универсальная наносистема. Мы уже видели, как их используют в микро- и наноэлектронике, различных имплантах и протезах, нередко они выступают в роли сенсоров, а отдельные ученые даже собирают из них каркасы для будущих наномашин. Но до сих пор никому не приходило в голову использовать их в доставке лекарств. Обычно для этих целей используют наночастицы, так как они могут легко проникать через поры в клеточных мембранах и капиллярах. 


Правда, это не обычные, уже знакомые нам углеродные нанотрубки, а один из компонентов живых клеток. Это протеиновые нанотрубки-филаменты, входящие в состав более крупных микротрубок, которые клетка использует для транспортировки веществ внутри себя. 


Новая терапевтическая система, разработанная учеными из Калифорнийского университета совместно с несколькими цитологическими лабораториями, использует нанотрубки в качестве активных перевозчиков медикаментов. 


При этом врачи могут контролировать открытие концов нанотрубок таким образом, чтобы они высвобождали целебные грузы в нужном месте. Поэтому ученые назвали протеиново-липидные бионанотрубки "умными".


Кроме медикаментов, нанотрубки могут доставлять в клетки цепочки ДНК, кодирующие определенные гены. Такая адресная генная терапия может помочь в лечении многих генетических заболеваний и рака. 


Подобные протеиновые нанотрубки - довольно пластичные наноструктуры, так как двуслойные липидные мембраны могут принимать различную пространственную форму в зависимости от соотношения липид-протеин. Так, нанотрубка может "переключаться" между состояниями "полностью закрыта", "открыт один конец", "открыты оба конца". Внешне нанотрубка может быть и продолговатой, и в виде капсулы. 


 


Рис. 1. Структура "умных" нанотрубок. Нанотрубки состоят из белка тубулина (красно-голубо-желто-зеленые объекты), который формирует спирали. Снаружи нанотрубки покрыты двуслойной липидной мембраной (желто-зеленая двуслойная структура). В центре и слева показаны два состояния нанотрубки, зависящие от соотношения липиды-протеин. У центральной нанотрубки оба конца открыты, а у той, что слева - закрыты.



Организаторы междисциплинарных исследовательских работ, благодаря которым ученые смогли получить уникальные "умные" нанотрубки - профессор биохимии Калифорнийского университета Лесли Уильсон и Цирус Сафинья, профессор материаловедения и физики из того же университета.


Микротрубки, сформированные из филаментов-нанотрубок, - одна из основных составляющих цитоскелета клетки. Для того, чтобы получить протеиновые нанотрубки, ученые воспользовались тканью головного мозга коровы. В нервных клетках микротрубки также выполняют роль нейротрансмиттера, т.е. передатчика нервных сигналов между клетками.

"Одна из важнейших частей нашего открытия - самосборка протеиновых нанотрубок в смешанном растворе под воздействием электрических зарядов", - комментирует свою работу Сафинья. 


Как далее поясняет Уильсон, ученые добились взаимодействия между отрицательно заряженными микротрубками и положительно заряженными липидными мембранами. В растворе, содержащем смесь этих наноструктур, и происходит самосборка "умных" нанотрубок.

Полученная нанотрубка состоит из трех слоев и ее общий диаметр составляет около 40 нанометров. А внутренний диаметр капсулы - 16 нм. 


Поскольку в растворе, содержащем собранные нанотрубки, со временем формируется равновесие электрических потенциалов, то и капсулы для доставки лекарств будут иметь одну форму. Но если воздействовать на раствор дополнительным электрическим потенциалом, то нанотрубки изменят конфигурацию - откроются или закроются в зависимости от полярности потенциала.


Ученые надеются, что такая пластичная капсула доставки лекарств сможет переносить не только лекарства, но и фрагменты ДНК. В своих опытах Уильсон и его коллеги добились того, что нанотрубки инкапсулировали лекарство таксол и затем по электрическому сигналу освобождали груз.


Одно из преимуществ использования нанотрубок состоит в том, что это естественные образования, находящиеся в каждой клетке, и поэтому они не могут вызвать побочных эффектов или интоксикации.

Структура нанотрубок была изучена с помощью новой технологии рассеивания рентгеновских лучей, совмещенной с электронно-лучевой микроскопией. Исследования финансировались рядом организаций: Национальным институтом здоровья США, Национальным научным обществом и Департаментом энергетики. 


Источник:



1. EurekAlert: 'Smart' Bio-nanotubes Developed; May Help in Drug Delivery


Дизайн и программирование N-Studio 
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Chen Wev .  honorary member of ISSC science council

  • Harton Vladislav Vadim  honorary member of ISSC science council

  • Lichtenstain Alexandr Iosif  honorary member of ISSC science council

  • Novikov Dimirtii Leonid  honorary member of ISSC science council

  • Yakushev Mikhail Vasilii  honorary member of ISSC science council

  • © 2004-2019 ИХТТ УрО РАН
    беременность, мода, красота, здоровье, диеты, женский журнал, здоровье детей, здоровье ребенка, красота и здоровье, жизнь и здоровье, секреты красоты, воспитание ребенка рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок медицина, клиники и больницы, болезни, врач, лечение, доктор, наркология, спид, вич, алкоголизм православные знакомства, православный сайт творчeства, православные рассказы, плохие мысли, православные психологи рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок