Российские ученые с коллегами из Франции разработали биосовместимый сольватохромный металлоорганический каркас (МОК), который может стать удобным инструментом для доставки лекарств и генов в определенные клетки.
Полученный каркас на основе кобальта впервые синтезировал коллектив химиков из ведущих российских университетов Санкт-Петербурга и Москвы совместно с Национальным медицинским исследовательским центром имени В.А. Алмазова (Санкт-Петербург) и в сотрудничестве с Университетом Лотарингии (Нанси, Франция).
На базе Лаборатории биофизики клетки Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (ННЦМБ ДВО РАН) прошло биотестирование на модельных объектах — рыбах зебраданио (zebrafish, Danio rerio).
Результаты исследования физико-химических свойств МОК показали, что синтезированные металлоорганические каркасы абсолютно не токсичны для рыб, а также для клеток человеческой глиобластомы. Авторы работы подчеркивают, что биосовместимые интеллектуальные гибридные материалы могут стать удобными инструментами для доставки лекарственного средства/генетического груза в определенные клетки.
«Полученные результаты внесут вклад в развитие персонализированной медицины РФ и напрямую относятся к технологиям повышения продолжительности и качества жизни», — сообщает пресс-служба ННЦМБ ДВО РАН. Кроме того, разработанный МОК может служить долговечным и биосовместимым визуальным датчиком влажности для потенциального хранения чувствительных к воде товаров и химикатов.
«Мы продемонстрировали его многократное использование с помощью дистанционного лазерного нагрева, который превращает этот МОК в более экологичный функциональный материал», — отметил один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник ННЦМБ ДВО РАН Вячеслав Дячук.
Металлоорганические каркасы — это новый класс химических соединений, в которых металлы и органические молекулы образуют единую кристаллическую структуру, называемую каркасом. За счёт большого количества пор эти соединения могут поглощать другие вещества. Так, например, каркасы могут быть использованы в биомедицине для целенаправленной доставки генов в клетки с разными конечными целями. Это может быть как изменение судьбы незрелой (стволовой) клетки (дифференцировка), так и активация программы гибели определенных типов клеток (апоптоз), например, раковых.
Кроме того, МОК могут использоваться для адресной доставки лекарств в органы. Основные трудности, с которыми приходится сталкиваться при внедрении этого инновационного типа интеллектуальных систем, — это токсичность используемых материалов и проблема эффективности загрузки.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда и опубликовано в журнале Materials Horizons.
