Полимерное покрытие позволяет наночастицам диффундировать сквозь ткани мозга

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса (США) открыли новый способ обеспечения подвижности крупных наночастиц в тканях мозга, что позволит доставлять необходимые медикаменты для лечения таких заболеваний, как рак мозга и последствия инсультов, прямо к месту назначения.

Отчёт о проделанной работе опубликован в журнале Science Translational Medicine.

Зелёным обозначены наночастицы, покрытые ПЭГ, легко диффундирующие сквозь каналы и межклеточное пространство мозговой ткани. Крупные частицы, не имеющие ПЭГ, почти не уходят от мест первичного инжектирования (микрофото Science).

Основная проблема, с которой сталкиваются учёные, бьющиеся над доставкой лекарств в ткани головного мозга, заключается в высокой вязкости пространства между тамошними клетками, что создаёт непреодолимый потенциальный барьер для движения частиц с диаметром более 64 нм. В итоге, использование наночастиц для «грузоперевозки» сильно ограничено слишком неэффективным свободным объёмом.

Да, подтверждают авторы рассматриваемой работы, всё дело в очень вязкой, похожей на слизь межклеточной жидкости, которая препятствует распределению больших частиц. Поэтому они предложили покрывать наночастицы слоем полиэтиленгликоля (ПЭГ). Как оказалось, в этом случае даже в два раза более крупные частицы, диаметром 114 нм, могли свободно диффундировать в тканях только что извлечённого человеческого мозга. Открытие стопроцентно подтверждено в экспериментах на живых мышах и иссечённых тканях мозга крыс.

ПЭГ — низкотоксичный полимер, который широко используется в самых различных областях, например, как депрессант в зубной пасте и кремах для кожи, а также при изготовлении пищевых полуфабрикатов. В качестве же покрытия для наночастиц он позволяет избежать тормозящих гидрофобных и электростатических взаимодействий с тканями, не давая частицам прилипать к клеткам мозга.

Сейчас, после достижения нового рекорда в 114 нм, учёные полагают, что максимально допустимый размер может быть расширен с помощью ПЭГ до 200 нм.

Подготовлено по материалам Phys.Org.