В этой части я расскажу о видах наносистем с клеточными мембранами.
Наночастицы, покрытые мембраной эритроцитов
Эритроциты (эритроциты) являются наиболее распространенными клетками в крови. Являясь носителем доставки кислорода, эритроциты свободно проходят через сердечно-сосудистую систему и органы без воздействия со стороны иммунной системы и выведения их из организма.
Вдохновленные этой особенностью, мембраны, полученные из эритроцитов, были разработаны в качестве скрытых материалов для покрытия, чтобы помочь наночастицам избежать иммунного клиренса, одновременно улучшая срок их циркуляции. В кровяном русле эритроциты используют мембранные иммуномодулирующие белки в качестве важных компонентов для достижения длительного времени циркуляции и иммуноэнвазивных свойств.
Одним из примеров является CD47, трансмембранный белок, который отвечает за уклонение от иммунитета; он способен ингибировать фагоцитоз и противовоспалительные реакции, которые снижают иммунное поведение макрофагов. Будучи самым ранним производным материалом для биоинтерфейса, состоящим из клеточной мембраны, стратегия маскирования мембраны эритроцитов была хорошо разработана и стала широко известным подходом для подготовки систем наночастиц с длительной циркуляцией для биомедицинских применений, начиная от доставки лекарств до диагностики и терапии.
Хотя RBC-мембраны часто используются для покрытия наночастиц, соответствующие клеточные мембраны будут использоваться для покрытия наночастиц, если исследователи изучают свойства тканеспецифического нацеливания и иммунологии.
Восстановление мембран эритроцитов на поверхности наночастиц было достигнуто с использованием нескольких подходов. Согласно классическим методам, эритроциты первоначально освобождаются для сбора призраков эритроцитов путем гипотонической обработки. Экструзия и обработка ультразвуком обычно используются для трансляции призраков эритроцитов в наноразмерные везикулы. После того, как синтетические наночастицы смешались с везикулами эритроцитов, происходит восстановление мембран эритроцитов на поверхности наночастиц посредством механического физического выдавливания, совместной инкубации и микрофлюидного синтеза, облегчающего электропорацию.
Используя эти вышеупомянутые подходы, различные частицы, такие как наночастицы золота, наночастицы мезопористого кремнезема (MSNs), наночастицы поли (молочной и гликолевой кислоты) (PLGA), перфторуглероды (PFCs) - наночастицы PLGA, металлорганические каркасы (MOF) и наночастицы с повышением частоты используются в качестве ядер, покрытых мембранами эритроцитов, и способны к длительной циркуляции и иммуносупрессии, лучевой терапии и фотодинамической терапии.
С длительным временем циркуляции наноносители плавно пересекают кровоток и агрегируют вокруг интересующей опухолевой ткани, что приводит к повышению эффективности светочувствительной доставки лекарств и повышению терапевтической эффективности.
Основываясь на многочисленных исследованиях мембранных покрытий RBC на синтетических наночастицах, процесс нанесения покрытия не имеет тесной связи с морфологией, размером и типом материала. Некоторые несферические частицы, такие как наноклетки золота, MOF, магнитные кластеры и наночастицы с повышением частоты, были успешно покрыты мембранами RBC для визуализации опухолей и фототермической терапии. Кроме того, мембраны эритроцитов были покрыты полимерными наночастицами и самоходными двигателями в качестве агентов для очистки крови и доставки антибиотиков в ответ на биологические угрозы, вызванные бактериальной инфекцией и биологическими токсинами.
Помимо наследования физико-химических свойств от эритроцитов, синтетические наносистемы также соединяются с мембранным покрытием эритроцитов, образуя интегрированную платформу в сочетании с функциональными гостевыми молекулами. Некоторые модульные нацеливающие фрагменты, такие как фолатный и нуклеолин-нацеленный аптамер, были включены в мембранное покрытие RBC с помощью метода вставки липидов и впоследствии улучшили нацеливание на опухоль и терапевтическую эффективность.
Хотя прямое химическое конъюгирование не используется во время процесса мембранного покрытия RBC, частицы с мембранным покрытием RBC по-прежнему сохраняют свою структурную стабильность и функции клеток-источников в живых организмах. Поэтому, основываясь на этих полученных биологических свойствах, стратегия камуфляжа RBC-мембраны представляет собой сильный и универсальный подход для создания биомиметических наноавтомобилей для использования в биомедицинских применениях in vivo.
Наночастицы с тромбоцитарной оболочкой
Как и эритроциты, тромбоциты являются важным компонентом крови млекопитающих, которые отвечают за гемостаз и иммунные реакции, и, таким образом, вызывают большой интерес у исследователей из-за их нахождения в крови.
Тромбоциты были исследованы как новые материалы для покрытия. Благодаря широкому спектру родственных антигенов и функциональных белков тромбоциты коррелируют с иммунной защитой и воздействуют на поврежденную сосудистую сеть, а также отвечают на инвазивные микроорганизмы и играют важную роль в метастазировании опухоли. На основе этих замечательных свойств наносистемы с тромбоцитарной оболочкой были разработаны и изготовлены для различных биомедицинских применений, таких как терапия множественной миеломы и тромба, сайт-специфическая доставка, усиленная магнитно-резонансная томография, нацеливание и обнаружение атеросклероза, лечение рака и изоляция бактериальных угроз.
Обычно мембраны тромбоцитов собирают путем градиентного центрифугирования и затем наносят на поверхность наночастиц путем совместной инкубации. Тип гибридных смешанных клеточных мембран, полученных из эритроцитов и тромбоцитов, был разработан в качестве материалов для покрытия наносистем для достижения увеличенного времени циркуляции.
Такое гибридное мембранное покрытие дает огромные возможности для наносистемы выполнять сложные биологические функции для применений по сравнению с компонентами из одной клеточной мембраны.
Продолжение в следующей части…
Если вам было интересно – ставьте лайк и подписывайтесь на мой канал!
