Гибрид наночастицы и антитела поможет обнаружить раковые клетки

Гибрид наночастицы и антитела поможет обнаружить раковые клетки

"Биомикроботы", способные находить и помечать различные макромолекулы в живых тканях организма, удалось синтезировать молодым ученым НИТУ "МИСИС". Они состоят из магнитных наночастиц и прикрепленных к ним антител и в будущем смогут визуализировать распределение белков в клетках. Результаты исследования опубликованы в международном журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.

В современной биомедицине наночастицы являются одним из самых перспективных и востребованных инструментов. В частности, магнитные наночастицы используются для адресной доставки лекарств, лечении с помощью гипертермией, магнитно-резонансной томографии (МРТ) в качестве контрастных агентов и для механических манипуляций в магнитном поле.

Одним из важнейших этапов онкотерапии является точное диагностирование и визуализация патологических клеток организма, которые способны значительное время себя не обнаруживать и затягивать развитие заболевания в поздние стадии. Для решения этой задачи "проблемные" клетки необходимо точечно находить и помечать особыми маркерами.

Сотрудники НИТУ "МИСиС" и РНИМУ им. Пирогова продемонстрировали, что магнитные наночастицы могут использоваться в виде микроботов, находящих и связывающихся склетками. Для этого наночастицы нужно особым образом соединить с антителами.

"Магнитные наночастицы могут "работать" в живом организме не сами по себе, а за счет органических оболочек, которые защищают их от окисления и деградации в агрессивных средах, а также повышают гидрофильность поверхности и снижают цитотоксичность, - рассказала автор работы, аспирант лаборатории "Биомедицинские наноматериалы" НИТУ "МИСиС" Анна Иванова.

Кроме того, если на стабилизированное покрытие наночастицы "прикрепить" определенные маркеры, такие как белки, ферменты и антитела, они могут нацеливать наночастицы в кровяном русле на специфические "мишени". Например, будут прикрепляться к белкам на поверхности клеток".

Чтобы создать такой "микробот", ученые сначала синтезировали с помощью термического разложения наночастицы оксида железа однородной формы и размером 40-50 нанометров. Затем, для того, чтобы материал мог функционировать в водных растворах, его модифицировали молекулами DOPAC. Это вещество 3,4-дигидроксигидрокоричная кислота, которое является производным нейромедиатора дофамина и может синтезироваться в самом организме.

Следующим этапом стала оптимизация поверхности частиц для работы в физиологических средах, это разработчики сделали с помощью полиэтиленгликоля. На заключительной стадии синтеза к наночастицам присоединили видоспецифические антитела с флуоресцентным красителем.

"Наши опыты показали, что полученные наночастицы с антителами специфически связываются с первичными антителами против белка ?-тубулина и это визуализируется в цитоплазме в виде характерных волокон; и против ?-катенина, который располагается на мембранах клетки и участвует в образовании межклеточных контактов", - добавил соавтор исследования, сотрудник "Биомедицинские наноматериалы" Алексей Никитин.

Таким образом, исследователи показали, что разработали работающую модель, на которую можно "пришивать" различные антитела. В настоящее время научный коллектив продолжает работу над оптимизацией полученного соединения.

Справка о НИТУ "МИСиС"

НИТУ "МИСиС" - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ "МИСиС" также представляет собой полноценный научный центр. Университет занимает ведущие позиции в мире в предметных рейтингах THE, QS и ARWU сразу по 16 направлениям, входя в топ-100 в категориях "Инжиниринг-Горное дело" (рейтинг QS) и "Инжиниринг-Металлургия" (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ "МИСиС" в группе 101+ лучших вузов (рейтинг QS).

Стратегическая цель НИТУ "МИСиС" к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нанотехнологий и ИТ. В состав университета входит 10 институтов, 6 филиалов - четыре в России и два за рубежом. В НИТУ "МИСиС" учится более 20 000 обучающихся, среди них 26% - это студенты из 84 стран мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. НИТУ "МИСиС" успешно реализует совместные проекты с крупнейшими высокотехнологичными компаниями России и мира.