Сегодня четверг, 27.01.2022: публикаций: 14688
03.07.2019 17:29
Новости.
Просмотров всего: 7597; сегодня: 4.

Биолюминесцентные тесты откроют дорогу наноматериалам в медицину

Биолюминесцентные тесты откроют дорогу наноматериалам в медицину

Ученые Красноярского научного центра СО РАН разработали новое перспективное применение биолюминесцентных биотестов. С их помощью можно изучать свойства наноструктурных материалов, сообщает сайт Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук». Используя методы, основанные на свечении морских бактерий и их ферментативных реакций, ученые оценили и сравнили токсичность и антиоксидантную активность наночастиц – фуллеренолов, водорастворимых производных фуллеренов, и выяснили, что эти свойства зависят от количества кислородсодержащих заместителей на их поверхности. Такие исследования позволят прогнозировать свойства наноматериалов еще на этапе их синтеза.

C развитием технологий меняются все сферы человеческой жизни. Не осталась в стороне и медицина, в рамках которой сформировалось новое направление – наномедицина, ориентированная на использование нанотехнологий. Углерод – один из наиболее удобных и перспективных химических элементов для создания наноструктур. Уже сегодня открыты такие формы существования углерода, как фуллерены, нанотрубки, нановолокна, наноалмазы, графен. Ученые предполагают, что среди прочего их можно применять для адресной доставки лекарств, помещая препараты внутрь наночастиц, или для создания высокочувствительных маркеров, способных обнаруживать серьезные болезни на ранней стадии.

Проекты с применением наноматериалов в медицине и фармакологии пока не выходят за стены лабораторий, так как не до конца поняты механизмы действия этих мельчайших структур. Одна из часто возникающих проблем – токсичность наночастиц; закономерности проявления которой не всегда понятны. Из-за такой неопределенности и недостаточной изученности, применение углеродных наночастиц затруднено. У исследователей пока нет полной уверенности в безопасности таких медицинских препаратов.

Красноярские биофизики предложили применять биолюминесцентные тесты для оценки токсичности и антиоксидантной активности углеродных наночастиц. Ученые проверили этот метод на фуллеренолах – водорастворимых производных фуллеренов. Они представляются перспективными для создания антибактериальных, противогрибковых, противовирусных, противораковых средств и компонентов композиционных биоматериалов. В своей работе исследователи не только определили, от каких структурных особенностей фуллеренолов зависят их свойства, но и разработали принципы подбора наноматериалов для синтеза медицинских препаратов.

Для исследования свойств наноматериалов на клеточном и биохимическом уровнях красноярские ученые предлагают использовать два типа биотестов, созданных на основе клеток светящихся морских бактерий и выделенных из них ферментов. Использование таких биотестов делает оценку токсичности и антиоксидантной активности крайне простой и быстрой. Если свечение в эксперименте уменьшается, то образец токсичен, так как он подавляет клеточные процессы и замедляет биохимические реакции, отвечающие за него. Если после помещения наноматериала в растворы токсикантов окислительной природы, происходит активизация биолюминесценции, это говорит о проявления антиоксидантных свойств и детоксикации среды.

Используя биолюминесцентные тесты, ученые выяснили, что токсичность и антиоксидантная активность фуллеренолов зависит от количества присутствующих в них кислородсодержащих заместителей. Если в структуре фуллеренола имеется много таких заместителей, то он проявляет большую токсичность и слабую антиоксидантную активность. Уменьшение количества заместителей снижает токсичность и увеличивает антиоксидантную активность фуллеренола.

К примеру, они рассмотрели модифицированную молекулу фуллеренола с внедренным внутрь атомом гадолиния и большим количеством кислородосодержащих заместителей. Препараты гадолиния перспективны для диагностики онкологических заболеваний благодаря особым парамагнитным свойствам этого металла. Однако токсичность таких лекарств является проблемой для их использования. По оценке ученых, чтобы снизить токсичность фуллеренола, содержащего гадолиний, во время синтеза следует уменьшить количество кислородных заместителей.

«Мы исследовали токсичность и антиоксидантную активность фуллеренолов с различным числом кислородосодержащих заместителей, используя клеточный и ферментативные биолюминесцентные тесты. Выяснилось, что фуллеренолы с меньшим количеством кислородосодержащих заместителей не так токсичны, как фуллеренолы с большим количеством кислородосодержащих заместителей. Чтобы снизить токсичность мы рекомендуем уменьшить количество кислородсодержащих групп, присоединенных к углеродному каркасу. Наша работа показывает, что биолюминесцентные тесты можно использовать для сравнения и выбора углеродных наночастиц с определенными токсическими и антиоксидантными характеристиками», – рассказала Екатерина Ковель, одна из участниц исследования, аспирант Красноярского научного центра СО РАН.

Таким образом, биолюминесцентные методы, используемые красноярскими биофизиками, позволяют изучать токсичные и антиоксидантные эффекты нанормазмерных материалов. Биолюминесцентные тесты просты в использовании, характеризуются высокой скоростью анализа, дают возможность одновременно исследовать большое число проб-образцов. Ученые отмечают, что такие биолюминесцентные методы помогут предсказывать свойства водорастворимых углеродных наноматериалов на этапе их синтеза, что чрезвычайно важно для создания новых медицинских препаратов на их основе.


Ньюсмейкер: Национальное деловое партнерство "Альянс Медиа" — 8117 публикаций
Поделиться:

Интересно:

Виртуальное путешествие по Филиппинам: ASMR-туризм
27.01.2022 14:06 Товары и услуги
Виртуальное путешествие по Филиппинам: ASMR-туризм
Муниципалитет Барлиг предлагает поклонникам путешествий прикоснуться к прекрасному и полюбоваться на всемирно известные рисовые террасы. Департамент туризма Филиппин запустил 22 января 2022 года уникальный проект под названием «ASMR путешествие по Филиппинам». Он позволит путешественникам...
Цифровая экосистема от РСХБ для бизнеса: уже 1 млн пользователей
27.01.2022 10:30 Аналитика
Цифровая экосистема от РСХБ для бизнеса: уже 1 млн пользователей
Акционерное общество «Российский Сельскохозяйственный банк» (АО «Россельхозбанк»). Санкт-Петербургский региональный филиал. Адрес: ул. Парадная, д. 5, кор. 1, лит. А, Санкт-Петербург, 191014, тел.: +7 (812) 335-00-00.Россельхозбанк подвёл итоги развития  экосистемы для аграриев...
Пандемия повысила престиж профессии медика
26.01.2022 20:40 Аналитика
Пандемия повысила престиж профессии медика
Дочерняя компания Сбербанка СберСтрахование жизни выяснила, работу в какой сфере россияне хотели бы видеть для своего ребёнка. Результаты проведённого опроса показали, что большинство склоняется к мысли о том, что в современных реалиях наиболее перспективными становятся медицинские, технические и...
Количество субъектов МСП, получивших кредит в ноябре 2021 г., возросло
26.01.2022 09:38 Аналитика
Количество субъектов МСП, получивших кредит в ноябре 2021 г., возросло
Количество субъектов малого и среднего предпринимательства, получивших кредит в ноябре 2021 года, возросло на 11,9% – до 182 тысяч. Объем предоставленных кредитов субъектам малого и среднего предпринимательства (МСП) в ноябре 2021 года составил 938,2...
Карантин по коронавирусу в Москве для контактных лиц сокращен
26.01.2022 07:58 Новости
Карантин по коронавирусу в Москве для контактных лиц сокращен
Соответствующее постановление было принято главным государственным санитарным врачом, сообщает портал mos.ru. Срок карантина для лиц, контактировавших с заболевшими Covid-19, сокращен с двух недель до семи дней. Постановление об этом принято главным государственным санитарным врачом. В...