Диагностика и лечение рака: наночастицы "4-in-1"
Корейские исследователи под руководством Тае Гвон Парка (Tae Gwan Park) и Джинву Чона (Jinwoo Cheon) разработали основы для создания агента, способного обнаруживать опухолевые клетки, селективно связываться с ними, уничтожать их, попутно позволяя наблюдать эти клетки на макро- и микроскопическом уровне.
Исследователи прсоединили к наночастицам из оксида железа флуоресцентный краситель, фрагменты РНК и пептидные фрагменты. Задача пептидов – идентификация опухолевых клеток, фрагменты РНК подавляют работу ряда генов, характерных для раковых клеток, убивая их. Магнитные наночастицы оксида железа играют роль контраста для МРТ, а флуоресцентный краситель позволяет наблюдать раковые клетки с помощью микроскопии.
Для того, чтобы получить белок, способный уничтожать раковые клетки, исследователи проанализировали ДНК опухолевых клеток и транслировали генетическую информацию, получив РНК-шаблон, который использовался для «лечения» клетки. Полученная м-РНК может использоваться для блокировки биосинтеза белков, необходимых для роста опухоли. Это происходит следующим образом – в клетку вводят малые интерферирующие РНК (siРНК). Они представляют собой короткие двойные цепи РНК, специфически связывающиеся с целевой м-РНК. Внутри клетки белки конкурируют с м-РНК, связываясь с si-РНК и высвобождая м-РНК. Если м-РНК не защитить, она быстро деградируется клеткой.
Молекулы siРНК облегчают модифицированной наночастице проникновение в клетку. Для специфического связывания с раковыми клетками наночастицы были модифицированы короткой пептидной цепочкой, RGD, которая связывается с интегрином (integrin), белком мембраны клеток, концентрация которого в раковой клетке гораздо выше, чем в здоровой клетке. Интегрины с наночастицами, модифицированными RGD, легко распознают раковые клетки, проникают в них и вызывают эндоцитоз.
Магнитно-активные частицы играют не только роль транспорта – они также являются контрастными агентами для МРТ, их повышенное содержание в районе опухоли позволяет наблюдать за ее развитием. Для наблюдения за развитием опухоли в лучшем разрешении используются флуоресцентные метки, также связанные с наночастицами. Более того, при гистологическом анализе флуоресцентная метка позволяет следить за проникновением наночастиц в отдельные клетки и изучать зоны повышенного содержания наночастиц в рамках отдельной клетки.
ChemPort.Ru по материалам Angew. Chem. Int. Ed