Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Эмбрионы рыбок данио помогают доказать, что происходит с наночастицами в крови

Эмбрионы рыбок данио помогают доказать, что происходит с наночастицами в крови

Опубликовал: Admin, 3-10-2020, 01:01, Нанотехнологии, 78, 0

Эмбрионы рыбок данио помогают доказать, что происходит с наночастицами в крови

Различные наночастицы предназначены для адресной доставки лекарств, но, к сожалению, лишь очень небольшая часть введенных наночастиц достигает целевого участка, такого как солидные опухоли. Причину низкой эффективности нацеливания часто считают «черным ящиком», и поэтому многие годы мало исследовали.

Недавно международная исследовательская группа во главе с Юей Хаяси из отдела молекулярной биологии и генетики (MBG) Орхусского университета продемонстрировала красоту эмбрионов рыбок данио в нанобиоимиджинге, который может визуализировать динамические взаимодействия между наночастицы и ячеек представляет интерес в живой организм (см. другую статью «Рыбки данио позволяют увидеть биологическую судьбу наночастиц in vivo»).

Теперь, объединившись с исследователями из Междисциплинарного центра нанонауки (iNANO), Юя пытается разгадать неразгаданные загадки бионанауки - первой на очереди является концепция биологической идентичности, которая объясняет, как клетки распознают наночастицы через «корону» белков, окружающих каждую частицу. . Эта концепция впервые была доказана на живом организме с использованием эмбрионов рыбок данио, раскрывающих, что происходит с наночастицами, введенными в кровь.

Друг или враг? Как биологические системы распознают наночастицы

«Что видит клетка в бионауке» - одна из первых публикаций, в которых определено, как белковая корона формируется вокруг наночастицы и как такая белок Корона подразумевает необходимость переосмысления нашего взгляда на наночастицы в биологической среде. Благодаря обширным исследованиям за последнее десятилетие мы теперь понимаем, что два противоположных эффекта в основном способствуют поглощению наночастиц клетками. В общем, белковая корона предотвращает прямые физические взаимодействия поверхности наночастиц с клеточной мембраной. Однако что, если белковая корона представляет собой сигнал, который запускает конкретное биологическое взаимодействие с рецепторами на клеточной мембране? Это то, что видит клетка и, таким образом, придает наночастице биологическую идентичность.

Таким образом, исследователи из Орхусского университета предоставили первое «визуальное» свидетельство поразительного вклада белковой короны в удаление наночастиц из крови, что повлекло за собой неблагоприятные исходы в модели эмбриона рыбок данио. Исследовательская группа использовала несовпадающий по видам источник белков для формирования короны, чтобы создать «несамостоятельную» биологическую идентичность, и проследила путь наночастиц, путешествующих через кровь, к их конечному месту назначения - эндолизосомам в клетке. Это выявило удивительно быстрое поглощение и подкисление наночастиц эндотелиальными клетками-скавенджерами (функционально эквивалентными синусоидальным эндотелиальным клеткам печени у млекопитающих) с последующей провоспалительной активацией макрофагов (см. Фильм, представленный на веб-странице группы Yuya).

«Это звучит как безумная идея вводить наночастицы с белками другого животного, - говорит Юя, - но, например, наномедицины, созданные на основе биомолекул, тестируются на мышиной модели без особого беспокойства по поводу несовпадающей по видам комбинации. гуманизировать мышь, чтобы решить проблему совместимости видов. На самом деле, даже на уровне клеточной культуры наночастицы по-прежнему регулярно тестируются, следуя традиции использования сывороточных добавок, полученных от коров, зная, что взаимодействия наночастиц с белками являются ключевым фактором поглощения клетками . "

«Что делает такого рода эксперименты довольно сложными, - добавляет первый автор Хоссейн Мохаммад-Бейги, - чтобы максимально сохранить исходную белковую корону в живом организме. Если предварительно сформированная корона быстро заменяется эндогенными белками крови, гипотеза испытанный становится недействительным. Мы приложили немало усилий, чтобы охарактеризовать белковую корону, чтобы гарантировать, что наночастицы сохранят несамобиологическую идентичность ».

Увидеть - значит поверить - модель рыбок данио может предложить то, чего не могут предложить модели грызунов

Самым большим преимуществом модели рыбок данио является ее способность к многоцветной визуализации в реальном времени, благодаря которой можно получить изображения нескольких комбинаций индикаторов флуоресценции и репортерных белков в простой установке с высоким пространственно-временным разрешением. Это дает новую возможность, которая находится между менее реалистичными системами клеточных культур и более сложными экспериментами на грызунах, такими как прижизненная микроскопия.

«Используя клеточные культуры, мы узнали довольно много о том, как клетки распознают наночастицы, а не как динамические агрегаты белков, но это никогда не было проверено в более реалистичной ситуации», - объясняет Юя. «С созданием модели рыбок данио мы, наконец, получили средства для дальнейшего изучения этого вопроса в живом организме. Это был простой подход с экстремальным сценарием, протестированным в очень сложной системе, но я считаю, что теперь мы на один шаг ближе к понимание того, что белковая корона действительно может означать для наночастиц. В среде, богатой белками, наночастицы могут носить маску, которая придает им биологическую идентичность, а ее не-самость может сделать их врагами. Что определяет степень несамости «Что ж, это следующий большой вопрос, который мы должны решить».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии