В-лимфоциты, отвечающие за выработку антител, являются важной частью иммунной системы человека и поэтому представляют интерес для разработки профилактических и терапевтических вакцин. Однако для достижения своей цели вакцины должны быстро достигать В-лимфоцитов, не разрушаясь, что делает использование наночастиц особенно интересным. «Наночастицы могут образовывать защитный носитель для вакцин – или других лекарств – чтобы доставлять их именно туда, где они могут быть наиболее эффективными, сохраняя при этом другие клетки», – объясняет Кэрол Буркин, профессор факультета медицины и науки UNIGE, которая вместе – опубликовал это исследование. "Это нацеливание также позволяет использовать более низкую дозу иммуностимулятора при сохранении эффективного иммунного ответа.
Повышает эффективность и снижает побочные эффекты при условии, что наночастицы безвредны для всех иммунных клеток.«Подобные исследования уже проводились для других иммунных клеток, таких как макрофаги, которые ищут наночастицы и взаимодействуют с ними, но никогда раньше не проводились с меньшими и более сложными в обращении В-лимфоцитами.
Золото – идеальный материал
Золото – отличный кандидат для наномедицины из-за его особых физико-химических свойств. Этот металл хорошо переносится организмом и легко поддается ковке, он, например, поглощает свет и затем выделяет тепло – свойство, которое можно использовать в онкологии. «Наночастицы золота можно использовать для нацеливания на опухоли. При воздействии источника света наночастицы выделяют тепло и разрушают соседние раковые клетки.
Мы также могли бы прикрепить лекарство к поверхности наночастиц, чтобы доставить его в определенное место », – объясняет исследователь UNIGE Сандра Хо?Evar. «Чтобы проверить их безопасность и найти лучшую формулу для медицинского применения, мы создали золотые сферы с полимерным покрытием или без него, а также золотые стержни, чтобы исследовать эффекты покрытия и формы. Затем мы подвергали человеческие В-лимфоциты воздействию наших частиц в течение 24 часов, чтобы изучить активацию иммунного ответа."
Следя за маркерами активации, экспрессируемыми на поверхности В-клеток, ученые смогли определить, насколько их наночастицы активировали или подавляли иммунный ответ. Хотя ни одна из протестированных наночастиц не продемонстрировала побочных эффектов, их влияние на иммунный ответ различается в зависимости от их формы и наличия поверхности, полимерного покрытия. «Свойства поверхности, а также морфология наночастиц, безусловно, важны, когда речь идет о взаимодействии наночастиц с клеткой.
Интересно, что золотые наностержни подавляли иммунный ответ вместо того, чтобы активировать его, вероятно, вызывая помехи на клеточной мембране или потому что они тяжелее », – говорит Мартин Клифт, доцент кафедры нанотоксикологии и систем in vitro в Медицинской школе Университета Суонси, и соруководитель проекта.
Сферические частицы без покрытия легко агрегируются и поэтому не подходят для биомедицинского использования.
С другой стороны, золотые сферы, покрытые защитным полимером, стабильны и не нарушают функцию B-лимфоцитов. «И мы можем легко разместить вакцину или лекарство, которые будут доставлены к В-лимфоцитам в этом покрытии», – говорит Кэрол Буркин. «Кроме того, в нашем исследовании была разработана методология оценки безопасности наночастиц на В-лимфоцитах, чего раньше никогда не делали. "Это может быть особенно полезно для будущих исследований, поскольку использование наночастиц в медицине по-прежнему требует четких рекомендаций."
Многие клинические применения
В-клетки лежат в основе ответа на вакцины, но также и в других областях, таких как онкология и аутоиммунные заболевания. Наночастицы золота, разработанные командой исследователей, могут позволить доставлять существующие лекарства непосредственно к В-лимфоцитам, чтобы снизить необходимую дозировку и снизить возможные побочные эффекты.
Фактически, уже проводятся исследования на пациентах по лечению опухолей головного мозга. Наночастицы золота могут быть сделаны достаточно маленькими, чтобы преодолевать гематоэнцефалический барьер, что позволяет доставлять специфические противоопухолевые препараты непосредственно в раковые клетки.