Молодым ученым НИТУ «МИСИС» удалось синтезировать биомикроботы, способные находить и помечать различные макромолекулы в живых тканях организма. Биомикроботы, состоящие из магнитных наночастиц и прикрепленных к ним антител, в будущем смогут визуализировать распределение белков в клетках. Результаты исследования опубликованы в международном журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
Наночастицы — один из самых перспективных и востребованных инструментов современной биомедицины. В частности, магнитные наночастицы используются для адресной доставки лекарств, в лечении гипертермией, магнитно-резонансной томографии (МРТ) в качестве контрастных агентов и для механических манипуляций в магнитном поле.
Один из важнейших этапов онкотерапии — точное диагностирование и визуализация патологических клеток организма, которые способны значительное время себя не обнаруживать и затягивать развитие заболевания в поздние стадии. Для решения этой задачи проблемные клетки необходимо точечно находить и помечать особыми маркерами.
«Магнитные наночастицы могут работать в живом организме за счет органических оболочек, защищающих их от окисления и деградации в агрессивных средах, а также повышающих гидрофильность поверхности и снижающих цитотоксичность», — рассказала автор работы, аспирант лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Анна Иванова.
По ее словам, если на стабилизированное покрытие наночастицы «прикрепить» определенные маркеры — такие, как белки, ферменты и антитела, — они нацелят наночастицы в кровяном русле на специфические мишени. Например, будут прикрепляться к белкам на поверхности клеток.
Чтобы создать такой микробот, ученые сначала синтезировали с помощью термического разложения наночастицы оксида железа однородной формы и размером 40-50 нанометров. Затем для того, чтобы материал мог функционировать в водных растворах, его модифицировали молекулами DOPAC. Это вещество (3,4-дигидроксигидрокоричная кислота) является производным нейромедиатора дофамина и может синтезироваться в самом организме.
Следующим этапом стала оптимизация поверхности частиц для работы в физиологических средах, это разработчики сделали с помощью полиэтиленгликоля. На заключительной стадии синтеза к наночастицам присоединили видоспецифические антитела с флуоресцентным красителем.
«Полученные наночастицы с антителами специфически связываются с первичными антителами против белка α-тубулина, что визуализируется в цитоплазме в виде характерных волокон, и против β-катенина, который располагается на мембранах клетки и участвует в образовании межклеточных контактов», — добавил соавтор исследования, сотрудник лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» Алексей Никитин.
Таким образом, исследователи показали, что создали работающую модель, на которую можно «пришивать» различные антитела. В настоящее время научный коллектив продолжает работу над оптимизацией полученного соединения.
Пресс-служба НИТУ «МИСиС»
Нет комментариев