Исследование взаимодействия заряженных наночастиц с клеточной мембраной эритроцитов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Аэрозоли из сильнозаряженных наночастиц нелетучих веществ представляют интерес для разработки новых высокоэффективных способов адресной доставки лекарств. Однако для безопасного применения необходимо изучить их возможное повреждающее действие на клеточные мембраны. В качестве модельной системы были выбраны эритроциты человека. Эксперименты проводили в условиях частичного обезвоживания клеток с экспонированием части поверхности эритроцитов на воздух для обеспечения контакта напыляемых частиц с клеточной мембраной. Установлено, что в то время как высокозаряженные наноаэрозольные частицы при прямом электронапылении способны нарушать структуру липидного монослоя, они не вызывают повреждения клеточной мембраны эритроцитов. Таким образом, результаты работы могут быть использованы в разработке метода электронапыления для доставки лекарственных веществ на раневые поверхности, обонятельную луковицу и пр. Разработанные устройства также могут быть использованы в исследованиях взаимодействия наноаэрозолей различных веществ с мембраной клеток.

Об авторах

Е. А Шляпникова

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Пущино Московской области, Россия

И. Л Канев

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Пущино Московской области, Россия

Ю. М Шляпников

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Email: yuri.shlyapnikov@gmail.com
Пущино Московской области, Россия

Список литературы

  1. Rosiere R., Amighi K., and Wauthoz N. Nanomedicinebased inhalation treatments for lung cancer. In: Nanotechnology-Based Targeted Drug Delivery Systems for Lung Cancer, Ed. by P. Kesharvani (Acad. Press, London, New York, San Francisco, 2019), pp. 249–268.doi: 10.1016/B978-0-12-815720-6.00010-1
  2. Neary M. T., Mulder L. M., Kowalski P. S., MacLoughlin R., Crean A. M., and Ryan K. B. Nebulised delivery of RNA formulations to the lungs: From aerosol to cytosol. J. Control. Release, 366, 812–833 (2024).doi: 10.1016/j.jconrel.2023.12.012
  3. Jiang A. Y., Witten J., Raji I., Eweje F., MacIsaac C., Meng S., Oladimeji F. A., Hu Y., Manan R. S., Langer R., and Anderson D. G. Combinatorial development of nebulized mRNA delivery formulations for the lungs. Nat. Nanotechnol., 19 (3), 364–375 (2024).doi: 10.1038/s41565
  4. Lee W.-H., Loo C.-Y., Traini D., and Young P. M. Inhalation of nanoparticle-based drug for lung cancer treatment: Advantages and challenges. As. J. Pharm. Sci., 10 (6), 481–489 (2015). doi: 10.1016/j.ajps.2015.08.009
  5. Hong S.-H., Park S.-J., Lee S., Cho C. S., and Cho M.-H. Aerosol gene delivery using viral vectors and cationic carriers for in vivo lung cancer therapy. Expert Opin. Drug Deliv., 12 (6), 977–991 (2014).doi: 10.1517/17425247.2015.986454
  6. Onischuk A. A., Tolstikova T. G., An'kov S. V., Baklanov A. M., Valiulin S. V., Khvostov M. V., Sorokina I. V., Dultseva G. G., and Zhukova N. A. Ibuprofen, indomethacin and diclofenac sodium nanoaerosol: generation, inhalation delivery and biological effects in mice and rats. J. Aer. Sci., 100, 164–177 (2016).doi: 10.1016/j.jaerosci.2016.05.005
  7. Wang Z., Xiong G., Tsang W. C., Schätzlein A. G., and Uchegbu I. F. Nose-to-brain delivery. J. Pharmacol. Exp. Ther., 370 (3), 593–601 (2019).doi: 10.1124/jpet.119.258152
  8. Propst C. N., Nwabueze A. O., Kanev I. L., Pepin R. E., Gutting B. W., Morozov V. N., and van Hoek M. L. Nanoaerosols reduce required effective dose of liposomal levofloxacin against pulmonary murine Francisella tularensis subsp. novicida infection. J. Nanobiotechn., 14 (29), 1–10 (2016). doi: 10.1186/s12951-016-0182-0
  9. Morozov V. N., Kanev I. L., Mikheev A. Y., Shlyapnikova E. A., Shlyapnikov Y. M., Nikitin M. P., Nikitin P. I., Nwabueze A. O., and van Hoek M. L. Generation and delivery of nanoaerosols from biological and biologically active substances. J. Aerosol Sci., 69, 48–61 (2014). doi: 10.1016/j.jaerosci.2013.12.003
  10. Lee W-H., Loo C-Y., Young P. M., Traini D., Mason R. S., and Rohanizadeh R. Recent advances in curcumin nanoformulation for cancer therapy. Expert Opin. Drug Deliv., 11 (8), 1183–1204 (2014).doi: 10.1517/17425247.2014.916686
  11. Morozov V. N., Shlyapnikov Y. M., Kanev I. L., and Shlyapnikova E. A. Ballistic penetration of highly charged nanoaerosol particles through a lipid monolayer. Langmuir, 33 (32), 7829–7837 (2017).doi: 10.1021/acs.langmuir.7b00782
  12. McDonagh P. F. and Williams S. K. The preparation and use of fluorescent-protein conjugates for microvascular research. Microvasc. Res., 27 (1), 14–27 (1984).doi: 10.1016/0026-2862(84)90038-4
  13. Morozov V. N. and Morozova T. Y. Electrophoresis-assisted active immunoassay. Anal. Chem., 75 (24), 6813– 6819 (2003). doi: 10.1021/ac034733o
  14. Морозов В. Н. и Канев И. Л. Устройство контроля заряда биологически активных наноаэрозолей. Патент РФ № 2656762 от 25.08.2017.
  15. Morozov V. N. Electrospray deposition of biomolecules. Adv. Biochem. Eng. Biotechnol., 119, 115–162 (2010).doi: 10.1007/10_2008_44
  16. Mohandas N. and Gallagher P. G. Red cell membrane: past, present, and future. Blood, 112 (10), 3939–3948 (2008). doi: 10.1182/blood-2008-07-161166
  17. Kanev I. L., Mikheev A. Y., Shlyapnikov Y. M., Shlyapnikova E. A., and Morozov V. N. Are reactive species generated in electrospray at low current? Anal. Chem., 86 (3), 1511–1517 (2014). doi: 10.1021/ac403129f

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».