Текст уведомления здесь

Ученые предложили делать контейнеры для доставки лекарств из крестов ДНК

Наноконструкции из главной молекулы жизни чувствительны к кислотности среды, и на них уже получен российский патент.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудники Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины изучили способность молекул ДНК и РНК образовывать четырехнитевые крестообразные конструкции — i-мотивы. Они показали, что данные «сооружения» могут выступать в роли наноконтейнеров и высвобождать хранимые в них вещества при изменении кислотности (pH) среды. Таким образом, i-мотивы можно будет использовать при адресной доставке лекарств. Работа поддержана грантом РНФ. Научная статья о ней опубликована в журнале Physical Chemistry Chemical Physics. На способ получения рН-чувствительных ДНК-наноконструкций получен патент РФ.

Молекула ДНК может существовать как в виде двойной спирали нескольких типов, так и в виде различных других структур. Они формируются благодаря различным взаимодействиям между строительными блоками ДНК и РНК — нуклеотидами. Всего их в таких молекулах пять видов, причем три из них встречаются и в ДНК, и в РНК, а каждый из двух оставшихся характерен только для молекул какого-то одного типа.

Фрагменты спирали ДНК или РНК, содержащие большое количество нуклеотида цитидина (С-блоки), образуют структуру i-мотивов из четырех нитей. Российские исследователи собрали различные i-мотивы и выяснили, из каких частей они состоят и по каким закономерностям собираются. Для этого ученые исследовали поведение C-блоков ДНК и ее инертных фрагментов, не принимающих участие в образовании i-мотива, с помощью атомно-силовой микроскопии. Этот метод позволяет определить рельеф поверхности с разрешением вплоть до атомарного. Также были задействованы методы математического моделирования.

Выяснилось, что С-блоки формируют плотную упорядоченную структуру — «ядро», или «тело» i-мотива. В нем цепи из цитидина, принадлежащие разным молекулам ДНК, укладываются так, чтобы образовать как можно меньше петель. Компьютерное моделирование показало, что это наиболее энергетически выгодная конфигурация. От «тела» отходят инертные фрагменты — «хвосты», или «ножки». Как правило, они состоят из блоков нуклеотида тимидина (Т). По их числу можно определить, из скольких молекул ДНК такая структура образовалась — из одной, двух, трех или четырех. Конструкция в целом похожа на жука или его личинку.

Наконец, авторы работы определили условия, в которых i-мотивы меняют свою конфигурацию. В первую очередь она зависит от кислотности среды — pH. Таким образом, можно вставить в середину «ядра», образованного при заданном pH i-мотива, некоторое количество молекул лекарства, а затем внедрить полученные наноконтейнеры в организм. В том его регионе, где кислотность среды будет заметно отличаться от заданной, i-мотив «развернется», и лекарство высвободится.

Данная разработка может пригодиться в будущем для терапии множества заболеваний, где требуется точная адресная доставка лекарственных препаратов в конкретные ткани и даже клетки организма.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы