Нановолоконные и филаментные наноносители: продвижение точечной доставки лекарств

Точечная доставка лекарств

После введения препараты должны пройти почечную фильтрацию, циркулировать в кровотоке и достичь целевых клеток. На клеточном уровне терапевтические агенты должны преодолеть плазматическую мембрану, выжить внутриклеточной деградации и избежать механизмов лекарственной резистентности, которые злокачественные клетки часто используют. Наноматериалы — особенно филаментозные наноносители — предлагают многообещающую стратегию преодоления этих барьеров.

Дизайн наноносителя

Традиционные наночастицы-носители обычно сферичны, однако удлиненные цилиндрические частицы могут дольше персистировать в кровотоке, улучшая накопление в опухолях и облегчая клеточный захват. Исследователи Северо-Западного центра наномедицинской инженерии (NWCCNE) сконструировали самособирающиеся нановолокна, удовлетворяющие этим критериям.

Цилиндрические носители

Погружая пептид-амфифилы, синтезированные автоматизированной твердофазной пептидной синтезом, команда индуцировала спонтанную самосборку в микрон-длинные филаменты. Эти филаменты демонстрируют панель биологически активных пептидов на своей поверхности, позволяя им действовать одновременно как терапевтические агенты и средства доставки — исключая необходимость инкапсуляции дополнительных химиотерапевтиков.

ПЭГилирование и ферментативная стабильность

Прикрепление полиэтиленгликоля (ПЭГ) к пептид-амфифилу удлиняет время пребывания в кровотоке. Когда ПЭГилированный амфифил ко-собирается с базовым амфифилом, полученный нанофиламент устойчив к протеолитическому деградации трипсином, обеспечивая структурную целостность до достижения цели.

Белковые нанофиламенты

Для сердечно-сосудистых и мышечно-скелетных расстройств исследователи включили микробелковые агрегаты, быстро коалесцирующие в нанофиламенты. Эти структуры функционализированы аналогами эндотелиального фактора роста сосудов (VEGF), стимулирующими ангиогенез и регенерацию тканей в ишемических тканях и хрящах при остеоартрите.

Лапшаподобные гелевые нановолокна

В отдельном исследовании команда фabриковала «лапша-гели» — термореверсибельные нановолокна, переходящие в лапшаобразный гель при нагревании, охлаждении и экструзии в салине. Эти гели отлично доставляют биологические сигналы, белки и стволовые клетки в точные участки мозга, сердца или спинного мозга, и могут быть спроектированы для направления миграции клеток к местам травмы.

В совокупности эти инновации демонстрируют, как нановолоконные и филаментозные платформы могут усилить доставку лекарств, снизить внецелевые эффекты и в конечном счете улучшить исходы лечения по спектру заболеваний.