Международная группа исследователей во главе с Мортезой Махмуди из Мичиганского государственного университета разработала новый метод, позволяющий лучше понять, как наномедицины - новейшие средства диагностики и терапии, очень маленькие, но очень сложные - взаимодействуют с биомолекулами пациентов.
Лекарства на основе наночастиц обещают быть более эффективными, чем современные методы лечения, при этом уменьшая побочные эффекты. Но тонкие сложности привели к тому, что большинство этих частиц были ограничены исследовательскими лабораториями и не использовались в клинической практике, сказал Махмуди, доцент кафедры радиологии и программы Precision He alth.
«Были значительные вложения денег налогоплательщиков в исследования в области наномедицины рака, но эти исследования не были успешно переведены в клинику», - сказал Махмуди. «Биологические эффекты наночастиц, то, как организм взаимодействует с наночастицами, остаются малоизученными. И их необходимо рассмотреть подробно».
Команда Махмуди представила уникальную комбинацию методов микроскопии, позволяющую более детально рассмотреть те биологические эффекты, которые исследователи описали в журнале Nature Communications, опубликованном онлайн 25 января.
Методы группы позволяют исследователям увидеть важные различия между частицами, подвергшимися воздействию человеческой плазмы, бесклеточной части крови, которая содержит биомолекулы, включая белки, ферменты и антитела.
Эти биологические частицы прикрепляются к наночастицам, создавая покрытие, называемое короной (не путать с новым коронавирусом), что на латыни означает корона. Эта корона содержит подсказки о том, как наночастицы взаимодействуют с биологией пациента. Теперь Махмуди и его коллеги показали, как получить беспрецедентный вид на эту корону.
«Впервые мы можем изобразить трехмерную структуру частиц, покрытых биомолекулами, на наноуровне», - сказал Махмуди. «Это полезный подход для получения полезных и надежных данных для наномедицины, чтобы получить такие данные, которые могут повлиять на решения ученых о безопасности и эффективности наночастиц».
Хотя подобная работа в конечном итоге помогает продвигать терапевтические наномедицины в клинику, Махмуди не надеется, что широкое одобрение произойдет в ближайшее время. О частицах еще многое предстоит узнать. Кроме того, в этом исследовании была подчеркнута одна из вещей, которую исследователи очень хорошо понимают - то, что мельчайшие вариации в этих миниатюрных препаратах могут иметь огромное влияние.
Исследователи увидели, что короны наночастиц из одной и той же партии, подвергшиеся воздействию одной и той же человеческой плазмы, могут вызывать различные реакции пациента на одну дозу.
Тем не менее, Махмуди видит в этом возможность. Он считает, что эти частицы могут использоваться в качестве диагностических инструментов, а не лекарств. Он считает, что вместо того, чтобы пытаться лечить болезни с помощью наноразмерной медицины, привередливые частицы хорошо подходят для раннего выявления болезней. Например, группа Махмуди ранее продемонстрировала этот диагностический потенциал для рака и нейродегенеративных заболеваний.
«Мы могли бы стать более активными, если бы использовали наночастицы в качестве диагностики», - сказал он. «Когда вы можете обнаружить заболевание на более ранних стадиях, его становится легче лечить».