Сайт переехал physreal.com

science
Знания, не рождённые опытом, бесплодны и полны ошибок.
Леонардо да Винчи



Copyleft © 2004 - 2024
physics.com.ua

Электронный web-журнал Physics.com.ua

Научные исследования и технические разработки по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика. Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки. Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.

Контакты Главная | Стартовая | Избранное | Поиск
 

Потеря пароля | Регистрация

   
БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Высадка космонавтов на Луну будет осуществлена, в лучшем случае, в 2033–2034 годах
Гранты для обучения в аспирантуре по естественным наукам в Германии (программа SALSA)
Видео. Поиск редких процессов на коллайдерах
Пьезо-оптомеханический преобразователь связывает звук, свет и радио
Программу Наноконструктор проекта nanoModel можно скачать бесплатно
VII Международная школа-конференция молодых ученых и специалистов - Современные проблемы физики 2016
Ученые получили температуру ниже абсолютного нуля
С 10-го по 21-е сентября администрация уходит в отпуск

  Новости  
  Новости физики  
  Науку делают люди  
  Гранты, олимпиады, конкурсы и стипендии  
  Знаете ли Вы что...  
  Приборы, научно-технические разработки  
  Программные продукты  
  Конференции, семинары, школы и форумы  
  Физики шутят  
  Новости нашего журнала  
  Экспорт данных в формате RSS  
  Материалы  
  Каталог научных статей  
  Банк рефератов  
  Блог  
  PACS  
  Исторический календарь  
  Нобелевские лауреаты  
  Голосования и опросы  
  Информационные партнёры  
  Полезные ссылки  
  Палата мер и весов  
  Технические требования к предоставляемой информации  
rss2email
Новости электронного web-журнала Physics.com.ua




Рассылки Subscribe.Ru
Лента "Новости электронного web-журнала Physics.com.ua"
  Голосования и опросы  
 

Глобальное потепление - это...

результат неконтролируемого загрязнения атмосферы
результат естественного изменения климата
кто-то его незаметил
средство наживы для экологических организаций



Всего голосов: 2730
Комментариев: 3

 
  Статистика  
 
Яндекс цитирования Rambler's Top100

 
  Реклама  
 

 
 
НОВОСТИ




Экспорт новостей в формате RSS по выбранным категориям

2013-05-27 14:44:29, обсуждение: 0
НОВОСТИ ФИЗИКИ | БИОФИЗИКА

Наногубки очистят кровь от токсинов

Исследователи из Univ. of California (San Diego, США) предложили использовать для удаления токсинов биомиметические (то есть созданные на основе принципов живой природы) наногубки [1]. Эти новые наноматериалы представляют собой полимерные наночастицы, покрытые эритроцитарными мембранами (натуральными мембранами эритроцитов). Способ получения таких наночастиц, схематически показанный на рис. 1, был разработан авторами в предыдущей работе [2]. Используется обработка эритроцитов в гипотоническом растворе и экструзия.

Рис. 1. Схема получения наногубок. RBCs-red blood cells – эритроциты (красные кровяные тельца).
В гипотоническом растворе из них выходит гемоглобин, но клеточные мембраны сохраняются и покрывают полимерные полилактид-ко-гликолидные (
PLGA) наночастицы (голубые шарики). [2].

 

Наногубки, разработанные авторами [1], способны нейтрализовать различные пороформирующие токсины, то есть токсины, которые встраиваются в клеточные мембраны, образуют в них поры и тем самым запускают механизмы клеточной гибели. Следует заметить, что белковые соединения, формирующие поры, синтезируются в большинстве живых организмов. Они выполняют разные функции – служат для защиты от врагов, для умерщвления и обеззараживания добычи, являются важными компонентами иммунной системы, антимикробными агентами и др. [3]. К сожалению, многие из них очень опасны для людей. Идентифицировано более 80 семейств пороформирующих токсинов [1]. Типичными представителями являются мелиттин, входящий в состав яда пчел, ос, пауков, скорпионов, и альфа-гемолизин (α-токсин), который вырабатывают вредные бактерии (стрептококки, стафилококки). Исследования [1] показали, что эти и другие токсины внедряются в натуральную оболочку наногубки как в мембрану настоящего эритроцита, и удерживаются там. Полимерное ядро наногубки стабилизирует оболочку и обеспечивает длительную циркуляцию в крови. Наногубки продолжают впитывать токсины, а эритроциты остаются неповрежденными (рис. 2а). Диаметр наногубки по данным ТЕМ составляет примерно 85 нм (рис. 2b).

Рис. 2. а – α-Токсины, поражающие эритроцит (RBC), и
нейтрализация α-токсинов наногубками;

b
– ТЕМ изображения наногубок, смешанных с α-токсином (шкала 80 нм).
Вверху выделено увеличенное изображение единичной наногубки (шкала 20 нм).

Рис. 3. Эритроциты после инкубации с α-токсинами и с α-токсинами,
смешанными с
PLGA, липосомами, эритроцитарными оболочками,
наногубками (слева направо).

Для проверки эффективности in vitro раствор наногубок смешивали с α-токсинами и добавляли к эритроцитам мыши. В контрольных экспериментах использовали эквивалентные количества липосом и отдельно “ядер” и “оболочек” наногубок, то есть полилактид-ко-гликолидных (PLGA) наночастиц и пузырьков – эритроцитарных мембранных оболочек. PLGA и липосомы были покрыты полиэтиленгликолем (ПЭГ) для стабильности. Как видно на рис. 3, только наногубки (правая пробирка) спасают эритроциты от разрушения (гемоглобин не выделяется).

В экспериментах с другими токсинами – мелиттином и стрептококковым стрептолизином-О – результаты были аналогичными. По оценкам каждая наногубка может нейтрализовать приблизительно 85 α-токсинов, 30 токсинов стрептолизин-О или 850 мономеров мелиттина. Следовательно, наногубки можно использовать против пороформирующих токсинов с различной молекулярной структурой.

Все смеси после инкубации профильтровали и обнаружили, что наногубки и эритроцитарные мембранные оболочки поглотили 90.2 и 95.3% α-токсинов; PLGA и липосомы (те и другие покрытые ПЭГ) практически не абсорбировали токсины. Однако оказалось, что хотя мембранные пузырьки способны поглощать токсины, они не снижают их вредное воздействие, т.к. происходит слияние этих нестабильных мембранных оболочек с эритроцитами. Наногубки благодаря наличию полимерного ядра действуют по-другому. Они не только захватывают токсины, но и удерживают их в межклеточном пространстве на безопасном для эритроцитов расстоянии.

Далее авторы [1] продемонстрировали способность наногубок нейтрализовать токсины в экспериментах на мышах in vivo. Были сделаны подкожные инъекции α-токсинов и их смеси с наногубками. Через 72 ч после инъекции токсины вызвали у мышей тяжелые поражения (рис. 4а). Добавление наногубок (токсин:наногубка ~ 70:1) нейтрализовало токсины (рис. 4b).

Рис. 4. Мышь через 3 суток после инъекции α-токсинов (a)
и смеси токсинов с наногубками (
b).

Рис. 5. Детоксикация in vivo. Выживаемость мышей через 15 дней после внутривенной инъекции α-токсинов (75 мкг/кг). 80 мг наногубок на кг веса тела, пузырьки мембран эритроцитов и полимерные наночастицы были введены внутривенно за 2 мин до (а)
или через 2 мин после (
b) инъекций токсина

Затем через хвостовую вену группе мышей ввели летальную дозу токсинов (75 мкг на кг веса тела). В двух других группах за 2 мин до и через 2 мин после инъекции α-токсинов мышам ввели наногубки (80 мг на кг веса тела). Результаты представлены на рис.5. Токсины вызвали 100% гибель мышей через 6 ч. В группе, которой ввели наногубки до токсинов, смертность снизилась до 11%, в группе, которой наногубки ввели после токсинов – до 56%. Предварительное введение как полимерных наночастиц, так и мембранных пузырьков мышей не спасло.

Изучение биораспределения наногубок, поглотивших токсины, в организме мышей показало, что они в основном аккумулируются в печени, не вызывая при этом никаких нарушений ее функций. По-видимому, токсины удаляются путем безопасного метаболизма (возможно, поглощаются макрофагами).

Биоразлагаемые, биосовместимые наногубки, способные эффективно нейтрализовать самые разные пороформирующие токсины, могут оказаться чрезвычайно важными для развития методов детоксикации в современной медицине.

 

1. Che-Ming J. Hu et al., Nature Nanotech. 8, 336 (2013).

2. Che-Ming J. Hu et al., PNAS 108, 10980 (2011).

3. Ж.И. Андреева-Ковалевская и др., Успехи биол. наук 48, 267 (2008).

 

О.Алексеева
ПЕРСТ



БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Эффект рождения гидродинамических потоков от ультразвуковых волн
Создан безмагнитный кремниевый циркуляционный чип для диапазона миллиметровых волн
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов
Несовершенство дальних родственников графена
Гигантское усиление спин-орбитального взаимодействия в слабо гидрогенизированном графене
Перепутывание твердотельных кубитов на расстоянии три метра
Прецизионный контроль ядерных спиновых кубитов в кремнии
Сверхрешетки из сверхпроводящих пниктидов