Nanokontejneri mogu transportirati tvari u stanice gdje zatim mogu djelovati. Ovo je metoda koja se koristi, na primjer, u mRNA cjepivima koja se trenutno koriste protiv Covid-19, kao i u nekim lijekovima protiv raka. U istra\u017eivanju se sli\u010dni transporteri tako\u0111er mogu koristiti za isporuku ozna\u010denih tvari u stanice radi prou\u010davanja osnovnih stani\u010dnih funkcija. Kako bi iskoristili svoj puni potencijal, znanstvenici provode intenzivno istra\u017eivanje o tome kako nanokontejneri stupaju u interakciju s biolo\u0161kim okru\u017eenjem i kako ih je potrebno kemijski konstruirati da isporu\u010de tvari u stanice na najnje\u017eniji i najkontroliraniji na\u010din.<\/p>\n\n\n\n
Znanstvenici sa Sveu\u010dili\u0161ta u M\u00fcnsteru nedavno su razvili novu vrstu nanospremnika koji je u potpunosti izgra\u0111en od biolo\u0161kih komponenti. Za razliku od drugih “prijevoznika” tvari, oni se ne temelje na lipidima, ve\u0107 na spojevima \u0161e\u0107era koji su zatvoreni ljuskom proteinskih struktura – takozvanih polipeptida – \u010dija je debljina precizno prilago\u0111ena. “Sastavnice na\u0161ih nanokontejnera proizvodimo sinteti\u010dki, ali ih preuzimaju stanice i – zbog cjelokupne strukture koju smo razvili – tako\u0111er ih razgra\u0111uju kao i tvari u prirodi”, obja\u0161njava kemi\u010dar prof. Bart Jan Ravoo. “Za razgradnju omota\u010da spremnika unutar stanice koristimo dva prirodna mehanizma – zbog toga se transportirane tvari brzo osloba\u0111aju, \u010dim stignu u stanicu”, dodaje biokemi\u010dar prof. Volker Gerke.<\/p>\n\n\n\n
Znanstvenici \u017eele upotrijebiti male nanokontejnere, promjera oko 150 nanometara, za punjenje stanica ozna\u010denim biolo\u0161ki relevantnim lipidima koji se mogu koristiti za prou\u010davanje transportnih procesa koji se odvijaju unutar stani\u010dne membrane. Osim toga, planiraju daljnji razvoj kemijskog dizajna kontejnera na na\u010din da ih, na primjer, preuzimaju samo odre\u0111ene vrste stanica ili osloba\u0111aju svoj teret samo kad ih stimulira vanjsko svjetlo. U budu\u0107nosti bi transportni sustavi izgra\u0111eni od \u0161e\u0107era i proteinskih komponenti tako\u0111er mogli biti prikladni za primjenu u \u017eivim organizmima za isporuku lijekova posebno u odre\u0111ena tkiva i stanice. Studija je objavljena u \u010dasopisu Advanced Science.<\/p>\n\n\n\n
Za sintezu novih transportera tereta, znanstvenici su koristili \u0161e\u0107erne spojeve (modificirane ciklodekstrine) koji su po strukturi – a time i pona\u0161anju – sli\u010dni odre\u0111enim lipidima koji se prirodno nalaze u svakoj stanici. Sli\u010dno kao i lipidi za\u0161titne stani\u010dne membrane, strukture \u0161e\u0107era raspore\u0111uju se same, tvore\u0107i ljusku u koju zatvaraju tvari za transport. Me\u0111utim, budu\u0107i da je rezultiraju\u0107i spremnik jo\u0161 uvijek nepropusan i s vremenom bi izgubio teret, znanstvenici su dodali proteinske strukture (polipeptide) koje tvore brtveni sloj oko kontejnera. “Kako bismo provjerili koliko je brtveni sloj trebao biti debeo, promijenili smo duljinu peptidnih sekvenci i prilagodili ih tako da spremnici stabilno inkapsuliraju njihov teret”, obja\u0161njava Sharafudheen Pottanam Chali, doktorandica kemije i jedan od dva vode\u0107a autora studije .<\/p>\n\n\n\n
U sljede\u0107em koraku, znanstvenici su istra\u017eivali jesu li i kako novorazvijene nanokontejnere apsorbirale stanice. Njihova je hipoteza bila da se to doga\u0111a putem takozvane endocitoze. U tom procesu stanice internaliziraju dio svoje stani\u010dne membrane i odvajaju ga, stvaraju\u0107i male vezikule zvane endosomi u kojima se izvanstani\u010dni materijal transportira u stanicu. Kako bi to provjerili, znanstvenici su upotrijebili \u0161e\u0107erni spoj (dekstran) za koji je poznato da ga apsorbira endocitoza. Oni su svoje stani\u010dne kulture tretirali crvenim fluorescentnim dekstranom, a istovremeno su dodavali nanospremnike napunjene zelenim fluorescentnim teretom (piranin). “U fluorescentnom mikroskopu postalo je vidljivo da su obje tvari podjednako unesene u stanice i da se njihova fluorescencija vidljivo preklapa – stoga smo mogli zaklju\u010diti da su nano\u010destice, ba\u0161 kao i dekstran, stanice u\u010dinkovito apsorbirale putem endosomalnog transporta proces “. Znanstvenici su to potvrdili za dvije razli\u010dite vrste stanica – stanice ljudskih krvnih \u017eila i stanice raka.<\/p>\n\n\n\n
Uvjeti unutar endosoma razlikuju se od stanja stani\u010dnog okru\u017eenja, o \u010demu su znanstvenici ve\u0107 razmi\u0161ljali prilikom projektiranja svojih nanosudionica. Kontejneri su konstruirani na takav na\u010din da promijenjena okolina u endosomima destabilizira i djelomi\u010dno razgra\u0111uje polipeptidnu ljusku – nanospremnici tako postaju nepropusni i ispu\u0161taju svoj teret u unutra\u0161njost stanice. “Kada se spremnici preuzmu u endosome, dolaze u obzir dvije vrste enzima za koje smo znali da su prisutni u endosomima i koji mogu pridonijeti razgradnji ljuske na odre\u0111enim mjestima”, obja\u0161njava Sergej Kudruk. “Takozvane reduktaze degradiraju disulfidne mostove koji su prethodno uspostavljeni da umre\u017ee molekule peptida na\u0161ih nanokontejnera – osim toga, peptidaze same cijepaju molekule peptida”, dodaje Sharafudheen Pottanam Chali. Znanstvenici su tako\u0111er testirali razgradivost ljuske spremnika izvan stanice. Da bi to u\u010dinili, napunili su spremnike fluorescentnom bojom i simulirali dio slo\u017eenog endosomalnog mikrookoli\u0161a pomo\u0107u enzima tripsina, kao i redukcijskih sredstava. Nakon tretmana, boja je odmah iscurila.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Nanokontejneri mogu transportirati tvari u stanice gdje zatim mogu djelovati. Ovo je metoda koja se koristi, na primjer, u mRNA cjepivima koja se trenutno koriste protiv Covid-19, kao i u nekim lijekovima protiv raka. U istra\u017eivanju se sli\u010dni transporteri tako\u0111er mogu koristiti za isporuku ozna\u010denih tvari u stanice radi prou\u010davanja osnovnih stani\u010dnih funkcija. Kako bi […]<\/p>\n","protected":false},"author":10022,"featured_media":21061011,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[16361],"tags":[22841,22842,22840,19467],"class_list":["post-21060848","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-biotehnologija","tag-moderna-medicina","tag-mrna-cjepiva","tag-nanospremnici","tag-nanotehnologija"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21060848","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10022"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21060848"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21060848\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21061011"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21060848"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21060848"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21060848"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}