Бактерии-извозчики

.

Рис.5 Удастся ли ученым приручить наших извечных врагов?

Ученые из Института Пэрдью (Purdue University) показали, что обычная бактерия может работать в качестве транспорта по доставке лекарств, что открывает новые возможности в области генной терапии.

Рашид Башир, работающий над проблемой доставки лекарств в Центре Нанотехнологий в Барке при институте (Nanotechnology Center), смог поместить наночастицы на поверхность бактерии, связав их с отрезками ДНК.

Размеры наночастиц – от 40 до 200 нанометров, их ученые прикрепили на поверхность бактерии специальными молекулами-линкерами. На одной бактерии можно разместить до нескольких сотен наночастиц, расширив таким образом количество и «типы» грузов, которые нужно доставить. Так, например, можно совместить диагностический груз с лечебным, и в процессе терапии врач сможет детально наблюдать за регионом, в котором проходит лечение.(рис.5)

Когда бактерии-носители добавили в культуру живых клеток, отрезки ДНК попали в их ядра, что вызвало производство флуоресцентного белка, светящегося зеленым цветом. Этот эффект был заранее подобран учеными в виде соответствующих цепей ДНК, которые и были полезным грузом для бактерий.

Как говорит Башир, подобным образом можно доставлять внутрь клеток лекарства, или же диагностические агенты.

Так как бактерии обладают естественной способностью проникать в живые клетки, то на сегодняшний день они являются идеальными кандидатами для доставки лекарств. Особенно это ценно в генной терапии, где необходимо доставить фрагменты ДНК по назначению, не убив при этом здоровую клетку. После того, как гены попадают в клеточное ядро, оно начинает вырабатывать специфические белки, корректируя, таким образом, генетическое заболевание.

Доставка груза по назначению происходит в тот момент, когда бактерия попадает внутрь клетки в специальной капсуле-везикуле, образованной мембраной клетки. Через время бактерия растворяет мембранную стенку везикулы, и наночастицы с ДНК или лекарством попадают внутрь клетки.

Рис. 6. Принцип доставки бактерии внутрь клетки

Работоспособность метода Башир и его коллеги продемонстрировали на экспериментах in vivo, поместив бактерии в культуру человеческих раковых клеток. Через время клетки начали вырабатывать тот самый флуоресцентный белок, благодаря которому больные клетки можно было видеть под микроскопом.

Как говорит Башир, бактерии можно научить доставлять ценный груз в различные типы клеток.

Следующий шаг Башира и его коллег – создание сложных наноструктур на основе бактерий. Например, наносенсоров и других биологических детекторов. Кроме этого ученые надеются с помощью пустотелых углеродных нанотрубок разрушать раковые клетки. Правда, работы в этом направлении Башир и его коллеги еще не проводили.

Инсулиновые наночастицы могут помочь в борьбе с диабетом

Перспективы использования наночастиц в медицине раскрываются с каждым днем. Очередное подтверждение тому — создание наночастиц, способных облегчить жизнь людям, больным диабетом.

Ученые, занимающиеся биомедицинской инженерией в высшей школе по информационным наукам о здоровье при университете Техаса в Хьюстоне (The University of Texas School of Health Information Sciences at Houston) под руководством профессора Ананта Аннапрагада (Ananth V. Annapragada), впервые продемонстрировали (пока – на крысах) успешную работу ингаляционной глюкозо-чувствительной системы доставки человеческого инсулина.

Саморегулирующаяся система высвобождения инсулина состоит из чувствительного к глюкозе белка конканавалина А (concanavalin A, Con A), связанного с агломератом содержащих инсулин наноразмерных липосом. При повышении сахара в крови Con A изменяет конфигурацию и высвобождает липосомы, которые разрушаются и выделяют инсулин.

Безопасная доставка инсулина с помощью наночастиц призвана улучшить качество жизни людей, больных диабетом первого типа.

К сожалению, на пути внедрения такой системы в практику еще много препятствий. Прежде всего, ученым необходимо найти замену конкавалину: этот белок семейства лектинов, выделяемый из тканей Canavalia ensiforme – южноамериканского растения семейства бобовых – обладает ярко выраженной митогенной активностью в отношении Т-лимфоцитов и может привести к побочным эффектам со стороны иммунной системы.

<<предыдущая страница                                         следующая страница >>