Досліджувати вдих краще з "кукурудзою"
Дослідники розробляють засоби для доставки ліків у формі кукурудзи для інгаляцій.
Це схоже на кукурудзу на качані, вона крихітна, як бактерія, і може доставляти активний інгредієнт безпосередньо в клітини легенів: циліндричний засіб для ліків, який дослідники з Університету Саар розробили спільно з Інститутом нових матеріалів Лейбніца та Університетом Марбурга, можна вдихати. Професор Марк Шнайдер та його команда використовують власні захисні сили організму: макрофаги з'їдають нешкідливу "нано-кукурудзу" і вивільняють активний інгредієнт, який вона містить.
Якщо агент вдихається, активний інгредієнт повинен спочатку подолати перешкоди в легенях, які організм створив, щоб захистити його від вірусів, бактерій або частинок, таких як сажа дизеля - наприклад, слизу в дихальних шляхах. Щоб препарат там не застряг, дослідники розробили транспортну систему, яка надійно транспортує діючу речовину до легеневих клітин. “Частинки у формі палички можна вдихати. Вони також пропонують великий обсяг вантажу для транспортування », - пояснює Шнайдер.
Балони із структурою, схожою на кукурудзу, мають розмір 10 000 на 3000 нанометрів, приблизно розмір бактерії. Це означає, що вони також є в меню фагоцитів імунної системи. “Їх розмір такий, що при вдиху вони потрапляють у глибоку легеневу тканину. Крім того, ми використовуємо розмір, щоб забезпечити, щоб лише імунні клітини, особливо макрофаги, забирали транспортер », - пояснює Шнайдер. Фагоцити їдять «нанокукурудзу». У процесі травлення вони вивільняють активну речовину, що транспортується в ній: зокрема, ця активна речовина складається з плазмідної ДНК, яка впливає на функцію макрофагів. "Команди", що містяться в них, перепрограмують імунні клітини таким чином, що вони можуть викликати терапевтичний ефект і сприяти загоєнню. “Нано-кукурудза” гарантує, що це навантаження доставляється саме до правильного типу комірок.
Для їх виготовлення Шнайдер та його команда заповнюють частинки у паличкоподібний нано-шаблон з безліччю маленьких отворів: точно так, ніби вони виливають тісто у форму для торта. Створена нанотрубка з безліччю дрібних сфер. Щоб він не розпався, дослідники склеюють молекули шар за шаром і одночасно випікають фармацевтично активні речовини. Якщо пізніше мембранний шаблон розчиняється, повністю завантажений транспортер у формі кукурудзи залишається.
Щоб показати, що малі системи-носії фактично доставляють свій заряд до легеневих клітин, вчені завантажили «нано-кукурудзу» генетичним матеріалом, що містить план того, що називається люциферазою: цей фермент викликає біолюмінесценцію. Якщо клітина підхоплює “нанокукуру” цим зарядом, вона виробляє цей фермент і загоряється. Після успішного транспортування дослідники змогли виявити світіння в клітинах.
Транспортер діючої речовини все ще є предметом основних досліджень, але дослідники розробляють його далі для подальшого використання в терапії - наприклад, при терапії муковісцидозу. EB
Джерело: Mцhwald M, Pinnapireddy SR, Wonnenberg B, et al.: Adv Healthc Mater 2017; 6 (20). DOI: 10.1002/adhm.201700478.