Учёные обнаружили, что внутренняя форма крошечных частиц для доставки лекарств — так называемых липидных наночастиц — существенно влияет на то, насколько хорошо наши клетки их поглощают. Это открытие открывает путь к более эффективной доставке вакцин и лекарств.
Исследование из университетов RMIT и Осаки опубликовано в журнале Small
Исследование, опубликованное в журнале Small, впервые показало, что определённые формы липидных наночастиц поглощаются клетками до восьми раз лучше, чем другие. Это имеет большое значение для разработки мРНК-терапии.
Липидные nanoparticles стали важными платформами для доставки лекарств и генов. Успех мРНК-вакцин против COVID-19 подчеркнул их потенциал. Однако наше понимание того, как эффективно доставлять эти мРНК-терапии в клетки-мишени, остаётся ограниченным, — объясняет первый автор исследования Сью Лин Яп.
Основные проблемы в наномедицине
Одной из основных проблем в наномедицине является то, что большинство наночастиц поглощаются клетками через пути, которые их захватывают и разрушают. Исследования показывают, что менее 2% генной терапии успешно достигают своей цели внутри клетки, — говорит Яп, которая находится на завершающем этапе своей докторской диссертации в университете RMIT в Австралии.
Эти наночастицы имеют разные внутренние структуры, такие как слои (липосомы) или более сложные трёхмерные кубические формы (кубосомы). Исследователи обнаружили, что эти формы существенно влияют на то, какие пути они используют для проникновения в клетки.
Кубосомы — эффективная форма для доставки
Кубосомы — это крошечные наночастицы, созданные путём самосборки липидов в воде. Липиды самоорганизуются в сложную трёхмерную кубическую структуру с водными каналами и липидными мостиками, проходящими через всю частицу, которые можно использовать для упаковки низкомолекулярных лекарств.
Тесты in vitro с использованием эпителиальной клеточной линии показали, что кубосомы наиболее эффективны при проникновении в клетки. Исследование показало, что кубосомы в восемь раз чаще проникают в клетки, чем липосомы, которые используются в большинстве наномедицинских препаратов на основе липидов и в коммерческих продуктах.
Это открытие открывает новые горизонты в разработке липидных наночастиц для более эффективной доставки лекарств.
Как куобосомы проникают в клетки
«Нам было действительно интересно обнаружить, что эти частицы не полагаются только на обычные активные процессы для проникновения в клетки, такие как эндоцитоз, когда клетка их поглощает», — сказала Яп.
«Мы обнаружили, что кубосомы также могут проникать в клетки через другие, более пассивные пути, например, сливаясь с клеточной мембраной напрямую, по сути, пробираясь мимо клеточных барьеров, которые обычно их разрушают».
Будущие исследования
«Далее мы планируем изучить, как ведут себя эти структурированные наночастицы в организме и можно ли их адаптировать для более точного нацеливания на конкретные ткани или заболевания», — сказала она.
Новаторское сотрудничество проходило под руководством профессора Каллума Драммонда АО из университета RMIT, профессора Шарлотты Конн и доктора Нхиема Трана в сотрудничестве с исследователями из университета Осаки, Япония.
Исследование проводилось на нескольких объектах, включая Австралийский синхротрон (ANSTO), исследовательскую лабораторию микро- и нанотехнологий RMIT (MNRF), лабораторию молекулярной сборки в RMIT, центр визуализации Яна Холмса (Bio 21 Institute) и лабораторию биофотоники (Центр исследований на переднем крае иммунологии) в университете Осаки.
Исследование под названием «Внутренняя наноструктура липидных наночастиц влияет на их разнообразные пути клеточного поглощения» опубликовано в журнале Small (DOI: 10.1002/smll.202500903).
Предоставлено университетом RMIT.