Исследователи из Инженерного колледжа Грейнджера при Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне предложили новый подход к адресной доставке лекарств. Их выводы, [опубликованные](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2590006425002789) в журнале Materials Today Bio, сообщают о первом успешном применении метаболической маркировки в тромбоцитах.
Тромбоциты — это безъядерные фрагменты клеток, которые собираются в местах кровотечения и воспаления для свёртывания крови. Их уникальные свойства делают их привлекательными носителями для систем адресной доставки лекарств. Однако с тромбоцитами сложно работать из-за их небольшого размера и физиологической простоты.
Старший автор статьи, доцент кафедры материаловедения и инженерии Хуа Ван, говорит: «Обычно клетки можно модифицировать с помощью генетического или химического подхода. Но у тромбоцитов нет ядра или типичного ДНК-механизма, что затрудняет их генетическую модификацию».
Вместо этого исследователи обратились к химическому подходу, который использует химические метки — молекулы, используемые для отслеживания активности других биомолекул, таких как белки, липиды или сахарные соединения.
Учёные могут смешать инкубированную клетку с сахарным соединением, подождать, пока сахар метаболизируется, и наблюдать метку, выраженную на клеточной мембране. Этот процесс известен как метаболическая гликозилированная маркировка и показал многообещающие результаты в адресных системах доставки лекарств.
Лаборатория Ван ранее демонстрировала успешную метаболическую маркировку в раковых и иммунных клетках. До сих пор эта маркировка применялась к типам клеток с ДНК-механизмами, которые позволяют быстрое деление клеток. Но Ван и его коллеги задались вопросом: можно ли пометить что-то без ядра? Этот вопрос вдохновил их сосредоточиться на тромбоцитах.
Работая поэтапно, исследователи начали с тестирования своего метода in vitro (внутри клеточной культуральной среды). После выделения тромбоцитов мыши и культивирования их с сахарным соединением группа наблюдала химические метки на поверхности тромбоцитов всего за несколько часов. Их результаты были подтверждены с помощью комбинации проточной цитометрии, флуоресцентной микроскопии и вестерн-блоттинга.
Затем они перешли к модели in vivo, чтобы изучить процесс в реальной биологической системе. Введение мышам сахарного соединения напрямую дало тот же результат, а сочетание подходов in vivo и in vitro позволило исследователям визуализировать и количественно оценить эти химически маркированные клеточные мембраны.
Учёные оптимистично настроены относительно того, что специально помеченные тромбоциты могут быть использованы в качестве носителей для доставки лекарств при раке, иммунных заболеваниях и нарушениях свёртывания крови. А поскольку у тромбоцитов короткий период полураспада, груз, прикреплённый к ним, выводится из организма в течение нескольких дней, что снимает опасения по поводу длительного пребывания лекарств в организме.
В дальнейшем исследователи из Инженерного колледжа Грейнджера при Университете Иллинойса будут сотрудничать с внешними лабораториями для продолжения работы над аспектами доставки лекарств, предоставляя рекомендации по химической модификации тромбоцитов для более стабильного и эффективного приёма груза.
«Мы уверены в том, сколько груза мы можем загрузить и насколько они стабильны», — сказал Ван. «Наша лаборатория очень заинтересована в технологии метаболической маркировки. Мы хотим улучшить эффективность маркировки in vitro и in vivo, что, по нашему мнению, может быть полезно многим исследователям в этой области».
Предоставлено:
[Инженерный колледж Грейнджера при Университете Иллинойса](https://phys.org/partners/university-of-illinois-grainger-college-of-engineering/)