Nanokapsułki z ładunkiem chemicznym przeniknęły do jądra żywej komórki

Nanokapsułki z ładunkiem chemicznym przeniknęły do jądra żywej komórki
Nanokapsułki z ładunkiem chemicznym przeniknęły do jądra żywej komórki
Anonim

Biolodzy opracowali i pomyślnie przetestowali system, który transportuje wymagane substancje do jądra komórkowego. Naukowcy planują wykorzystać podobne schematy do celowanego dostarczania leków.

Osiągnięcie zostało opisane w artykule naukowym opublikowanym w czasopiśmie PNAS.

Jądro komórkowe chroni swoje DNA przed gwałtownymi procesami chemicznymi w cytoplazmie. Nie każda substancja może dostać się do tej cytadeli naszych informacji dziedzicznych.

Błona (ściana) jądra ma system wlotów i wylotów zwanych porami jądrowymi. Ta nazwa nie powinna wprowadzać w błąd: w tym przypadku pory nie są dosłownie dziurami.

Por jądrowy to kompleks cząsteczek białka, który transportuje niezbędne substancje do jądra iz powrotem. Aby wejść do świętego świętych, cząsteczka lub cząsteczka musi mieć specjalny znacznik chemiczny. Ciała, które nie mają tej „przepustki uszczelniającej”, nie przechodzą przez pory. Jedynymi wyjątkami są bardzo małe przedmioty (poniżej pięciu nanometrów), których „strażnicy” po prostu nie mogą złapać.

Niektóre wirusy ewoluowały, aby oszukać ten system kontroli, naśladując bilet wejścia chemicznego. Naukowcy używają tej samej sztuczki do tworzenia obiektów w nanoskali, które penetrują rdzeń.

Różne grupy naukowe eksperymentowały z nanocząsteczkami złota, tlenku krzemu i innych substancji. Taka nanocząsteczka jest jak prymitywna kula armatnia: po prostu solidny kawałek metalu lub innego materiału.

Tym razem badacze postawili sobie trudniejsze zadanie: stworzyć kapsułki, które przechowują w środku pożądaną substancję i uwalniają ją po przybyciu na miejsce. Kontynuując analogię z artylerią, możemy porównać je ze współczesnymi pociskami: pod cienką pociskiem ukryty jest ładunek, nie tylko materiały wybuchowe, ale lekarstwa.

Powłoka kapsułki składała się z biokompatybilnych polimerów, które zostały oznakowane chemicznie, aby umożliwić im wejście do rdzenia. W związku z tym autorzy nazywają je polimerosomami (od greckiego „soma” - ciało).

„Te polimersomy, o wielkości około 60 nanometrów, są zamknięte w elastycznej powłoce polimerowej, która naśladuje naturalne błony” – mówi współautorka Cornelia Palivan z Uniwersytetu w Bazylei.

Naukowiec zauważa, że błony polimerowe są bardziej stabilne i funkcjonalne niż lipidowe, które otaczają małe organelle w komórce - pęcherzyki.

Jako chemiczne wypełnienie granulek zastosowano różne barwniki. W przyszłości ich miejsce powinny zająć narkotyki.

Biolodzy przetestowali swoje dziecko na hodowli komórek HeLa. Przypomnijmy, że jest to ludzka linia komórek rakowych, która rozpoczęła się w 1951 roku od pojedynczej komórki pobranej od pacjenta. Nowotworowe komórki eukariotyczne, w przeciwieństwie do zwykłych, nie mają ograniczeń co do liczby podziałów: dowolnie odległy „potomek” takiej komórki może się ponownie podzielić. Dlatego HeLa od siedmiu dekad służy jako materiał doświadczalny do wielu różnych badań, które wymagają ludzkich komórek.

Eksperymenty wykazały, że barwniki zamknięte w kapsułkach faktycznie akumulowały się w jądrze komórkowym. Naukowcy potwierdzili to za pomocą kilku metod mikroskopowych.

Naukowcy uruchomili również partię kapsułek, które nie mają chemicznej „przepustki”. Naładowane w nich substancje nie dostały się do jądra. To dowodzi, że system działa dokładnie tak, jak zamierzali twórcy.

Zalecana: