Ученые из Оксфордского университета впервые продемонстрировали, что трехмерные наноструктуры, собранные из молекул ДНК, могут проникать
в живые клетки и выживать
в них достаточно долго, чтобы стать хорошим средством доставки лекарственных препаратов. Совместное исследование физиков и специалистов
в области молекулярной нейробиологии из Оксфордского университета показало, что искусственные наноструктуры из молекул ДНК могут проникать
в живые клетки.
Такие ДНК-наноконтейнеры способны нести полезный груз и стать основой для разработки новых методов доставки лекарственных препаратов. Отчет об исследовании опубликован он-лайн
в журнале ACS Nano. Созданные учеными наноконтейнеры состоят из четырех коротких цепочек синтетической ДНК. Эти цепочки спроектированы с таким расчетом, чтобы они могли самостоятельно собираться
в тетраэдр (пирамиду с четырьмя треугольными гранями) высотой около 7 нанометров.
Ранее оксфордские ученые уже показали, что такие наноструктуры можно собирать вокруг молекул белка. Кроме того, их можно запрограммировать таким образом, что они будут открываться при столкновении с определенными молекулами-триггерами, находящимися внутри живой клетки. Это позволит им высвобождать свой груз — находящийся
в «ловушке» лекарственный препарат.
В новом эксперименте английские исследователи ввели ДНК-тетраэдры с флуоресцентными метками
в эмбриональные клетки человеческой почки, выращенные
в лаборатории. Используя конфокальную микроскопию и проточную цитометрию, ученые убедились, что, несмотря на «атаку» клеточных ферментов, их наноконтейнеры оставались практически неповрежденными, по крайней мере,
в течение 48 часов. Это значительное достижение, ведь, чтобы использоваться
в качестве средства доставки лекарственных препаратов, ДНК-контейнер должен уметь не только эффективно проникать
в клетки, но и выживать там столько, сколько нужно для высвобождения его груза там и тогда, где и когда это необходимо.
«Пока мы только проверяем саму возможность создания и управления структурами из молекул ДНК», — комментирует полученные результаты профессор физики Оксфордского университета Эндрю Терберфилд (Andrew Turberfield), возглавлявший исследование. «Однако эти результаты можно рассматривать
в качестве первого доказательства того, что ДНК-контейнеры могут использоваться для доставки грузов, таких как лекарственные средства,
в живые клетки». Предыдущие исследования показали, что важной составляющей способности наночастиц попадать
в живую клетку является их размер. Гораздо лучше это удается частицам с радиусом менее 50 нанометров. ДНК-тетраэдры размером 7 нанометров достаточно компактны, чтобы легко проникать
в клетку, и сохраняют при этом объем, способный вместить полезный груз. Однако, «чтобы
в деталях понять, как именно подобные ДНК-структуры находят свой путь внутрь живой клетки, необходимы дальнейшие исследования», подчеркивает профессор Терберфилд. Изображение: ДНК-наноконтейнеры
в живой клетке. (pubs.acs.org).
