Исследователи из США разработали метод, позволяющий доставлять зонды в клетки для слежения за отдельными клетками.

Ряд методов лечения, например – основанные на использовании стволовых клеток, требуют, чтобы их отслеживали по всему телу с помощью неинвазивных методов. Одним из таких методов слежения может быть магнитно-резонансная томография, однако при этом контрасты для МРТ должны быть введены в каждую клетку, за которой необходимо следить.

Существующие в настоящее время методы слежения основаны на пассивном вхождении VHN-контрастов в клетку, однако этот подход не обладает достаточной эффективностью – часто отдельные наночастицы-контрасты оказываются изолированными в эндосомах (эндосомы представляют собой отделения клеток, которые сортируют молекулы предназначенные для разрушения или повторного встраивания в клеточную мембрану).

Исследователям из группы Бретта Хелмса (Brett Helms) удалось решить проблему эффективности введения меток для МРТ в клетки за счет нанесения на поверхность нанокристаллического зонда коллоидный полимерный вектор, при этом к полимерному покрытию прививали гуанидиновые и амидные фрагменты таким образом, чтобы вся система напоминала собой вирус.

Рис. 1. Коллоидные полимерные вектора с содержащимися
в них нанокристаллическими зондами попадают в клетку
таким же способом, как и вирусы, и могут применяться для
слежения за индивидуальными клеткам, например при терапии
стволовыми клетками. (Рисунок из Chem. Sci., 2012, DOI:
10.1039/c2sc20206a).

Хелмс поясняет, что такой способ позволил воспроизвести способ, с помощью которого вирусы могут проникать в клетки, однако, в отличие от вирусов, попадание в клетку наночастицы в полимерной оболочке является процессом желательным, поскольку наночастицы могут быть настроены для регистрации как методом МРТ, так и с помощью флуоресцентного исследования.

Исследователи также обнаружили, что помимо высокой скорости проникновения покрытых полимером в клетки полимерное покрытие не дает наночастицам оказать отрицательное воздействие на здоровье клетки. Исследователи предположили, что это связано с меньшим по времени пребыванием «запакованных» в полимер нанокристаллов в эндосоме, в кислотном окружении которой незащищенные нанокристаллы могут быть разрушены с образованием ионов, токсичных для клетки.

Ева Харт (Eva Harth), специалист по разработке векторов для применяющихся в медицинских и биомедицинских исследованиях контрастных агентов, из Университета Вандербильта отмечает, что комбинация нанокристаллических контрастов и полимерно-коллоидных векторов может привести к быстрому попаданию модифицированных контрастов в клетки и высокой концентрации нанокристаллов в цистозоле и более интенсивному сигналу, который позволит исследователям зaглянуть поглубже в ткань.

В планах исследователей из группы Хелмса переход к проверке новой контрастной системы in vivo – необходимо выяснить – сработает ли новая система не в выращенных клетках, а в организме реальных мышей.