Компьютерное моделирование. МГУ изучает наногели для терапии

Ученые из МГУ исследовали взаимодействие стимул-чувствительных наногелей с липидной мембраной методом компьютерного моделирования. Это открытие имеет перспективу для разработки безопасных и точных систем адресной доставки лекарств, не вызывающих токсической реакции организма.

Стимул-чувствительные наногели обладают уникальной способностью изменять размеры под воздействием внешних факторов, таких как температура или pH среды. Основной задачей исследования было изучение поведения этих мягких частиц при контакте с липидным бислоем — основой клеточных стенок. Параметры, такие как степень набухания наногеля и плотность его полимерной сетки, оказались критически важными для понимания его взаимодействия с мембраной.

"Например, в случае среднесшитого наногеля скорость поглощения может увеличиваться, в то время как у более плотного геля она, наоборот, будет уменьшаться,"

• Рустам Гумеров, старший научный сотрудник кафедры физики полимеров и кристаллов МГУ

Моделирование показало, что наногели могут принимать различные равновесные формы на мембране в зависимости от силы адгезии и плотности сшивки. Они могут адсорбироваться на поверхность как твердые частицы или деформироваться, уплощаясь. В ряде случаев наблюдался коллапс наногелей — уменьшение их объема и повышение гидрофобности, что иногда приводило к полному поглощению мембраной (эндоцитозу).

Метод мезоскопического компьютерного моделирования позволил исследовать, сколько жидкости сохраняется внутри наногелей при различных режимах взаимодействия. Это имеет важное значение для оценки их способности транспортировать лекарственные молекулы. Использование высокопроизводительных вычислительных ресурсов МГУ обеспечило точное моделирование частиц, размеры которых соответствовали реальным (десятки нанометров), а время моделирования достигало 3 миллисекунд.

Исследование подтвердило экспериментальные данные и выявило ключевые механизмы взаимодействия наногелей с клеточными мембранами. Результаты создают основу для разработки новых методов адресной доставки лекарств и открывают перспективы для применения наногелей в медицине.

Источник: пресс-служба МГУ