Учёные снабдили наночастицы белковым "паспортом" для обмана защитной системы организма

Для защиты наночастиц с лекарственными препаратами от иммунной системы организма исследователи из США закрепили на их поверхности белковый "паспорт", в котором "чёрным по белому" написано: "Не ешь меня!"

(иллюстрация Mary Leonard, Biomedical Art & Design).

Конечной целью для любой иммунной системы является уничтожение чужеродного агента, которым может быть бактерия, вирус, частички грязи и многое другое. К сожалению, в этом списке также числятся всяческие медицинские ухищрения, такие как наночастицы, используемые для доставки лекарственных препаратов, кардиостимуляторы, искусственные суставы и прочее.

Другими словами, иммунная система атакует всё, что не признаётся ею как часть тела. В этом ответе участвует множество клеточных компонентов, в том числе и так называемые макрофаги. Эти клетки-пожиратели готовы к активному захвату и "перевариванию" чужеродных агентов.

В тандеме с макрофагами работают белки сыворотки крови, которые буквально облепляют вторженца и привлекают внимание пожирателей. Обнаружив чужеродный агент, макрофаги, сигнализируют себе подобным и создают вокруг него защитный барьер. К сожалению, есть множество заболеваний, с которыми иммунная система человека даже при полной своей мобилизации справиться не в состоянии.

Для того чтобы помочь организму, учёным лишь остаётся искать способы обмана этого продуманного до мелочей механизма. Например, для сохранения наночастиц, переносящих лекарства, было предложено использовать покрытие в виде своеобразной полимерной "щётки". Этот способ должен был физически препятствовать оседанию сывороточных белков, однако он только ненадолго отложил наступление макрофагов.

Исследователи из университета Пенсильвании (Penn) пошли другим путём и отправились на поиски способа убедить пожирателей, что перед ними часть тела, а не наночастица с лекарственным препаратом.

Ещё в 2008 году руководитель нынешнего исследования Дэннис Дишер (Dennis Discher) и его коллеги показали, что человеческий белок CD47, присутствующий на большинстве клеточных мембран млекопитающих, связывается с рецепторами на поверхности макрофага (в случае человека они носят название SIRPα). Этот процесс сродни паспортному контролю: если связь CD47 и SIRPa осуществилась, то объект признаётся "своим" и может проследовать к месту назначения.

На основе этой информации учёные создали короткую аминокислотную последовательность, которая гарантированно будет воспринята макрофагом как CD47. После этого они закрепили свой "минимальный пептид" на поверхности наночастиц с противораковым препаратом и проверили его эффективность на организме мыши.

Предварительно исследователи генетически модифицировали грызунов таким образом, чтобы их SIRPα-рецепторы были похожи на человеческие. Мышам вводили наночастицы двух видов: с "молекулярным паспортом" и без него, после чего измеряли, сколько времени потребуется иммунной системе, чтобы произвести зачистку.

Оказалось, что наночастицы с "паспортом" находились в крови животных около 20-30 минут, то есть более чем в 4 раза дольше, чем аналоги без белка на поверхности.

В пресс-релизе университета исследователи подчёркивают, что для терапевтических целей полчаса – это большое достижение. Также важно, чтобы макрофаги рано или поздно распознавали наночастицы и уничтожали излишки агентов.

А вот для кардиостимуляторов и других постоянных устройств необходим долгосрочный "паспорт" и для его создания, вероятно, потребуется целая комбинация белков.

От целенаправленного использования нового метода доставки лекарственных препаратов в организм человека, учёных отделяет ещё множество экспериментов и проверок на безопасность. Но на данном этапе абсолютно бесспорным является факт обнаружения относительно простого ключа к иммунной системе, который любой исследователь может создать и модифицировать в лабораторных условиях буквально с нуля.

Более подробно с исследованием можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Science. 

Также по теме:
Нанокапсулы с ферментами отрезвили подвыпивших мышей  
Учёные предлагают использовать для безболезненных уколов лазер  
Американские врачи излечили девочку от рака, заразив её ВИЧ  
Вирус коровьей оспы помог в борьбе с раком печени  
Наноантибиотик победит бактерии, устойчивые к обычным лекарствам