Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег РИА Наука
РИА Наука

Российские ученые разработали "умный" наноматериал для лечения рака

© Владимир Черкасов и др., 2020 / МФТИРис. 1. Общая схема работы сверхчувствительного наноматериала
Рис. 1. Общая схема работы сверхчувствительного наноматериала
МОСКВА, 4 фев — РИА Новости. Российские ученые разработали уникальный сверхчувствительный наноматериал для ДНК-диагностики и направленной доставки лекарств. Описание приведено в журнале ACS Nano.
Российские ученые из Московского физико-технического института совместно с коллегами из Института общей физики РАН представили уникальный по своим свойствам "умный" наноматериал, который может быть использован как для экспресс-ДНК-анализа, так и для создания нового поколения средств лечения рака и других сложных заболеваний.
Слабым звеном диагностики и терапии таких заболеваний на сегодняшний день является адресная доставка лекарств к пораженным клеткам. В идеале "умные" частицы, транспортирующие лекарства, должны сами находить, распознавать и лечить болезнь. Для этого они должны отличать пораженную болезнью (например, раком) клетку от здоровой. Это можно сделать по различным соединениям (маркерам) на ее поверхности или в микроокружении — продуктам жизнедеятельности или сигналам, передаваемым другим клеткам организма.
Однако почти всегда маркеры больной клетки есть и на здоровых, только в меньшем количестве. Именно поэтому существующие системы адресной доставки несовершенны.Для увеличения специфичности доставки лекарств необходимы "умные" материалы, способные анализировать сразу несколько параметров своего окружения и более точно находить мишень.
"Общепринятые способы доставки лекарств напоминают письмо с указанием города и улицы, но без номера дома и квартиры. Для эффективной доставки нужно уметь анализировать больше параметров", — приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования,заведующего лабораторией нанобиотехнологий МФТИ Максима Никитина.
Таблетки
Ученые обнаружили антираковое действие многих обычных лекарств
В 2014 году Максим Никитин с коллегами создали "умные" частицы — автономные нанокомпьютеры, способные производить логические вычисления с помощью биохимических реакций и намного лучше идентифицировать мишень за счет анализа многих ее параметров. Главным недостатком таких материалов оставалась низкая чувствительность к маркерам заболеваний.
В нынешней работе российским ученым удалось сделать прорыв. Они разработали "умный" материал, который обладает сверхчувствительностью к ДНК-сигналам, не просто на несколько порядков превышающей чувствительность всех остальных материалов, но и лучшей, чем абсолютное большинство существующих экспресс-ДНК-тестов. Добиться этого выдающегося результата исследователям помог обнаруженный ими феномен необычного поведения ДНК-молекул на поверхности наночастиц.
© Владимир Черкасов и др., 2020 / МФТИРис. 2. Активация рецептора на поверхности наночастиц при добавлении комплементарной нити ДНК
Рис. 2. Активация рецептора на поверхности наночастиц при добавлении комплементарной нити ДНК
Рис. 2. Активация рецептора на поверхности наночастиц при добавлении комплементарной нити ДНК
В опубликованной статье авторы продемонстрировали агенты, способные без амплификации ДНК и/или сигнала детектировать ДНК в концентрации вплоть до 30 фемтомоль в литре.
"Такая чувствительность была продемонстрирована в крайне простом в использовании иммунохроматографическом анализе, известном в формате теста на беременность, — говорит Елизавета Мочалова, один из авторов исследования. — Подобные тесты могут быть проведены без использования чистых лабораторных помещений и сложного оборудования, как правило необходимых для существующих технологий ДНК-анализа. Эта технология подходит для быстрого скрининга инфекционных заболеваний, домашнего анализа пищевых продуктов и тому подобного".
Кроме того, авторы показали применимость технологии для создания умных наноагентов для распознавание раковых клеток в зависимости от содержания малых ДНК и РНК в их микроокружении. Хотя еще совсем недавно считалось, что малые нуклеиновые кислоты — это лишь фрагменты больших функциональных молекул, сейчас стало понятно, что малые РНК являются ключевыми регуляторами многих процессов в живых клетках. В настоящее время идет активная идентификация подобных РНК, являющихся маркерами заболеваний.
"Интересно, что чем меньше длина детектируемых нуклеиновых кислот, тем меньше у данной технологии конкурентов. Вплоть до того, что на данный момент не существует агентов, которые способны были бы детектировать последовательности 6–9 оснований с подобной чувствительностью. Мы уже сейчас можем создавать агенты, управляемые хорошо изученными малыми РНК (длиной 17–25 оснований). Наш метод позволяет впервые прозондировать микроокружение клеток и понять, являются ли малые РНК меньшей длины полезными индикаторами заболеваний или “мусором”, как до сих пор все еще считается из-за сложностей их детекции", — объясняет Максим Никитин.
Врач смотрит результаты КТ головного мозга пациента
Ученые разработают технологию создания новых "ядерных" лекарств от рака
Разработанная технология открывает новые перспективы в области геномных технологий, как с точки зрения экспресс-ДНК-диагностики вне лабораторных условий, так и для создания терапевтических наноматериалов нового поколения.
Исследователи планируют продолжить развитие данной технологии, в том числе в рамках недавно созданного Центра геномных технологий и биоинформатики МФТИ.
Рекомендуем
Краново-монтажное трубоукладочное судно Академик Черский
Эксперт объяснил смену маршрута судна для "Северного потока — 2"
 Председатель правительства РФ Михаил Мишустин
Мишустин уволил бывшую помощницу Медведева
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала