Tue08142018

Last update09:47:31 AM GMT

21.06.10 01:26

Искусственные антитела способны функционировать в организме животных

Написала  Слесарева Оксана
Оценить
(0 голоса)
`

Антитела – это определенный вид белков, которые находятся в крови и других жидкостях организма и используются иммунной системой для выявления и нейтрализации потенциально опасных чужеродных объектов, таких как бактерии, вирусы и другие микроорганизмы. Способность антител узнать конкретную молекулу-мишень зависит от небольшой области антитела - антиген-связывающего участка, который реагирует только на определенные белки - антигены - на поверхности чужеродных объектов. Антиген-связывающий участок является чрезвычайно вариабельным, что позволяет существовать огромному количеству антител с немного различающимися антиген-связывающими участками.

В целях облегчения применения нанотехнологий в медицине и биологии, ученые обычно пытаются конъюгировать наночастицы с биомакромолекулярными лигандами. Синтетические полимерные наночастицы, способные связываться с конкретными биомакромолекулами, представляют значительный интерес в качестве заменителей антител. Такие частицы могут быть использованы в качестве недорогих и стабильных функциональных материалов в медицине, производстве лекарственных препаратов, биосенсоров, в диагностике и производстве антидотов для токсинов и вирусов.

Американо-японская исследовательская группа в настоящее время разработала методы синтеза полимерных частиц, размером с белок, со сродством и избирательностью, сопоставимыми с таковыми у природных антител, путем объединения молекулярного синтеза – импринтинга наночастиц с функциональной стратегией оптимизации мономера.

По сути, они создали пластиковые антитела, искусственные версии реальных. Ученые также показали, что они работают в крови живых животных. В результате, мы можем теперь рассматривать синтетические полимерные наночастицы, подготовленные абиотическим путем в химической лаборатории, в качестве альтернативы биологическим макромолекулам.

«Я считаю, что основной вывод из наших последних работ следующий: синтетические полимерные наночастицы могут функционировать в живом организме со сродством и избирательностью, как у природных антител, чтобы захватить и обезвредить пептидные токсины», рассказывает Кеннет Дж. Ши. «Подобность природным антителам заключается в способности связывать специфические молекулы-мишени (пептид или белок), но при этом иметь малое сродство (избирательность) для других молекул (аналог принципа ключ-замок)».

Ши, профессор химии из Университета Калифорнии в Ирвине, вместе с доктором Ю. Хосино и сотрудниками из университета Сидзуока в Японии (группа Naoto Oku), опубликовали результаты своих исследований в последнем издании журнала Американского химического общества (the American Chemical Society).  Ши объясняет, что его команда и другие исследователи заранее подготовили синтетические полимеры, которые могут распознаваться и связываться с другими молекулами. Тем не менее, процесс распознавания часто происходит при очень контролируемых лабораторных условиях. Для того, чтобы функционировать в биологической среде, например, в крови, распознание и связывание синтетическими наночастицами должно происходить в присутствии огромного количества конкурирующих молекул (белков, пептидов, клеток и т.д.).

«Полимерные наночастицы не должны выводиться естественной системой фильтрации крови и  вызывать иммунный ответ», говорит он. «Это является серьезной проблемой в разработке наночастиц. Настоящая работа показывает, что эта проблема может быть преодолена».

Для изготовления пластиковых антител, команда использует подход, называемый молекулярный импринтинг, процесс, аналогичный оставлению следа в мокром бетоне. Для этих экспериментов, ученые выбрали мелиттин - основной активный компонент пчелиного яда и хорошо изученный биотоксин - в качестве мишени и отпечатывающейся молекулы (молекула-импринт). Они смешали его с раствором мономеров, а затем началась химическая реакция, которая связывает эти строительные блоки в длинные цепочки, и делает их крепкими. Когда пластиковые частицы укреплялись, исследователи выщелачивали мелиттин. В результате остаются полимерные наночастицы с крошечными кратерами в форме молекулы мелиттина, т.е. полимерные наночастицы с импринтом мелиттина.

Исследователи проверили эффективность пластиковых антител в естественных условиях на мышах. Мышам вводили внутривенно высокие дозы мелиттина, а затем внутривенно – синтезированные полимерные антитела. Контрольная группа, которая не получила антитела, показала 100% смертность. Группа, которая получила пластиковые антитела, показала значительное сокращение уровня смертности, а также значительное сокращение брюшинного (перитонеального) воспаления, вызванного мелиттином. Комплексы мелиттин-пластиковые антитела были затем удалены из крови системой мононуклеарных фагоцитов в печени.

«Из наших результатов можно заключить, что полимерные наночастицы с импринтом  токсина эффективно захватывают цитотоксический мелиттин в крови», говорит Ши. «Сильное и специфическое сродство наночастиц с импринтом позволило быстро связать пептид в биологической среде».

Изменено 21.06.10 13:37