Ученые Университета ИТМО разработали систему адресной доставки лекарств в ткани на основе высвобождения молекул препарата из наноконтейнера под действием светового излучения с определенной длиной волны. Работа был поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ). Полученные результаты опубликованы в журнале Bioconjugate Chemistry, кратко о них рассказала пресс-служба РНФ.
Оболочка созданных исследователями наноконтейнеров состоит из оксида титана и содержит молекулы серебра. Под действием света в инфракрасном диапазоне (с длиной волны 980 нанометров) оболочка разогревается и разрушается, после чего ее содержимое выходит наружу.
Для подтверждения эффективности системы был проведен эксперимент на культуре генетически модифицированных бактерий, которые были способны вырабатывать зеленый флуоресцентный белок, но только в присутствии определенного вещества – L-арабинозы. Именно это вещество было помещено в наноконтейнеры. Когда среду, в которой находились бактерии и наноконтейнеры с L-арабинозой, облучили инфракрасным светом с длиной волны 980 нанометров, бактерии начали продуцировать флуоресцентный белок. Это было легко отследить, по возникшему световому излучению с длиной волны 510 нанометров.
«Данное направление перспективно для медицины, доставки лекарств, а также для создания компьютера, в котором вместо обычных кремниевых чипов используются биологические молекулы. Подход откроет новые, пока недоступные области: высокоточный контроль химических процессов, «умные» лекарства и управление молекулярными машинами», – рассказывает профессор Университета ИТМО, кандидат химических наук Екатерина Скорб.
Авторы работы отмечают, что отдельный интерес может представлять система биологического преобразования света, созданная в проверочном эксперименте. Инфракрасное излучение легко проникает в ткани, а испускаемый зеленый свет подавляет образование вторичных очагов опухоли. При этом состав оболочек наноконтейнеров не оказывает сильного отрицательного влияния на жизнеспособность клеток. Поэтому такой способ может оказаться полезным при фотодинамической терапии рака.