Популярные препараты с наночастицами в кровеносном потоке попадают в ловушку
Многие медицинские исследователи в настоящее время заняты проектами, которые смогут помочь препаратам с наночастицами перемещаться в ткани организма и внутрь клеток, но инженеры Мичиганского университета обнаружили, что у этих клеток существует еще одно препятствие, а именно кровеносный поток. Системы доставки лекарственного средства обещает адресное воздействие на пораженные ткани, а это означает, что лекарство может быть более эффективным в меньших дозировках и с меньшим количеством побочных эффектов. Такой подход мог бы избавить нас от артериальных бляшек, которые могут привести к инфарктам или инсультам.
Носитель лекарственного средства мог бы сам определить область воспаления стенки сосудов и доставить препарат, который борется с отложениями кальция, холестерина и других веществ. Или, частицы могли бы находить маркеры рака и убивать мелкие кровеносные сосуды опухоли, тем самым подвергая злокачественные ткани кислородному голоданию.
Наночастицы диаметром в один микрон, или одну тысячную миллиметра, считаются наиболее перспективными носителями лекарственных средств. Омолола Ениола-Адефесо, профессор химической инженерии, которая изучает наночастицы в потоке крови, говорит, что иммунная система не может от них быстро избавиться. «Белым кровяным клеткам трудно понять, что рядом с ними наночастицы», — сказала она.
Их крошечные размеры позволяют им просачиваться между клетками и проникать в клеточные мембраны, где они могут уже вводить препарат. Но Ениола-Адефесо и ее команда обнаружили, что эти частицы имеют слабое место. Кровеносные сосуды являются магистралями организма, и как только наночастицы попадают в поток, им очень трудно добраться до выхода. Во всех судах, за исключением капилляров, эритроциты в потоке крови, как правило, сходятся в центре. «Красные кровяные клетки захватывают те частицы, которые размером менее одного микрона и укладывают их», — сказала она.
Ухваченные эритроцитами наночастицы не достигают стенки сосудов для лечения болезни кровеносного сосуда и тканей за его пределами. Наряду с их последней работой, включая исследование, которое было недавно опубликовано в Langmuir, команда Ениола-Адефесо показала, что наночастицы сферы сталкиваются с этой проблемой в крошечных артериолах, венулах, и в артериях вплоть до сантиметрового размера.
Они обнаружили это с помощью пластиковых каналов, выстеленных клетками, которые выстилают внутреннюю поверхность кровеносных сосудов. Кровь человека, с добавлением нано-или микросфер, протекала через каналы, и команда наблюдала за тем, перемещались или нет сферы по стенкам канала и связывались ли с поверхностью. Исследователи представили первое визуальное доказательство того, что только малое число наносфер смогло связаться с поверхностью стенки сосуда в кровотоке.
«До этой проделанной нами работы мы прорабатывали предположение, что частицы будут взаимодействовать с кровеносным сосудом в какой-то определенной точке», — сказала Ениола-Адефесо.
В то время как относительно небольшая доля наносфер проникала в стенки кровеносных сосудов, большинство оставалось путешествовать в кровотоке по всему телу. Увеличение дозы наночастиц давало плохие результаты. После того как команда добавляла в пять раз больше наносфер в образцы крови, количество сфер, которые связывались со стенкой кровеносного сосуда, увеличивалось только в два раза. Если локализованная доставка лекарственного средства является важной задачей, то наносферы с ней не справятся.
Но не все новости так плохи. Эритроциты, как правило, прижимают микросферы с диаметром два микрона или более к стенке. Текла ли кровь ровно, как в артериолах и венулах, или импульсно, как это происходит в артериях, микросферы большего размера могли достичь стенки сосуда. Когда команда добавила больше микросфер, они увидели, пропорциональное увеличение количества микросфер, которые связывались со стенкой сосуда.
Хотя микросферы слишком велики, для того, чтобы служить в качестве поставщиков лекарственных средств в клетки или ткани, исследователи предположили, что микросферы могут переправить наносферы к стенке сосуда. Но более простой подход может заключаться в использовании наночастиц различных форм, которые могли бы избежать захвата эритроцитами.
Сейчас Ениола-Адефесо и ее команда экспериментируют с палочковидными наночастицами. «Сфера неподвижна», — сказала она, — «Поэтому наносферы не будут из потока эритроцитов естественным образом двигаться в сторону. Когда как палочка находится в движении, она дрейфует, и это движение перемещает ее ближе к стенке сосуда».
Источник: medicalnewstoday.com
- В мире выросла заболеваемость от кори
- Какая связь между ацетаминофеном и почками?
- Как лечится ночное недержание мочи?
- Какие побочные эффекты имеет инсулин?
- Как лечить перитонит?
- Что такое почечный стент?
- Какая взаимосвязь между соей и эстрогеном?
- Насколько эффективен напроксен при лечении головной боли?
- Отказ от курения способен улучшить психическое здоровье
- Как лечить воспалившийся палец?
- «Часы» в желудке говорят нам, сколько мы должны есть
- Неполное расщепление белков некоторых бактерий
- Распространенный вирус герпеса может провоцировать развитие рака
- Противовоспалительные препараты на основе некроптоза
- Разработана новая модель для исследования стафилококковой инфекции костей
- Новое исследование показало, что моногамия оберегает людей от риска детоубийства
- Предотвращение отторжения трансплантатов легких
- Исследование нарколепсии показало увеличение количества нейронов, продуцирующих гистамин
