Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст

Доставка макромолекул в эндотелиальные клетки донорской роговицы посредством наночастиц углерода, активированных фемтосекундным лазером


    Jumelle C., Mauclair C., Houzet J. et al. Delivery of macromolecules into the endothelium of whole ex vivo human cornea by femtosecond laser-activated carbon nanoparticles // Br. J. Ophthalmol. – 2016. – Vol. 100. – P. 1151–1156.

    

     Известно, что клеточная мембрана непроницаема для крупных молекул. В то же время возможность безопасного транспорта лекарственных средств или отдельных генов непосредственно внутрь клеток открыла бы широкие перспективы для лечения многих заболеваний. В условиях хронической нехватки донорского материала по всему миру доставка препаратов или генов в эндотелиальные клетки при подготовке донорской роговицы в глазном банке могла бы значительно улучшить качество трансплантатов и увеличить количество пригодного для операции материала.

    На сегодняшний день наиболее эффективным способом доставки макромолекул внутрь клеток является их перенос через клеточную мембрану при помощи вирусных векторов. Но использование вирусов может быть опасным для человека из-за потенциальной возможности онкологических и иммунологических проблем. Векторы невирусной природы оказывают меньше побочных эффектов, но и значительно менее эффективны. Альтернативным методом стали попытки механически создать наноотверстия в клеточной мембране, например, за счет действия электрических импульсов или ультразвука. Эти методы были апробированы на клетках роговицы, но до сих пор результаты были неудовлетворительными.

    Другим физическим стимулом может быть лазерное излучение. Фокусированный лазерный луч может перфорировать клеточную стенку, открывая клетку и делая возможным проникновение крупных молекул. Из всех протестированных видов лазерного излучения фемтосекундный лазер наилучшим образом подходит для поставленной цели, поскольку именно он практически не вызывает нагревания биологической ткани. Однако лазерным излучением в чистом виде без применения вспомогательных веществ можно обработать лишь отдельные клетки. Для обработки целой клеточной популяции описано использование наночастиц золота. Эти частицы могут абсорбировать энергию лазерного излучения и перфорировать клеточную стенку. Данная методика оказалась довольно эффективной в экспериментах in vitro, но, для того чтобы частицы золота были приняты клетками, их нужно связать с антителами, что является довольно трудоемким процессом. Кроме того, частицы золота требуют длительной преинкубации с клетками, что сопровождается определенной цитотоксичностью. В то же время наночастицы углерода могут быть эффективны в той же степени, но не требуют преинкубации. При обработке наночастиц углерода фемтолазерным лучом происходит реакция C(s) + H2O(l) → CO(g) + H2(g) и формируются транзиторные пузырьки газа, которые при схлопывании генерируют акустическую волну, вызывающую перфорацию клеточной стенки.

    В данной серии экспериментов исследовалась возможность доставки высокомолекулярных веществ в эндотелиальные клетки роговицы. Для этого 40 донорских роговиц эндотелием кверху погружали в BSS раствор, содержащий наночастицы углерода. В качестве высокомолекулярного вещества использовали декстран. Плотность потока лазерного излучения составляла 15, 20, 30 и 40 mJ/cm² . После фемтолазерного воздействия оценивали содержание декстрана в эндотелиальных клетках.

    При плотности потока лазерного излучения менее 20 mJ/cm² молекулы декстрана в клетках эндотелия роговицы обнаружить не удалось. При плотности потока лазерного излучения 20 mJ/cm² декстран был обнаружен в 3% клеток (в интервале от 0 до 7%). При плотности потока лазерного излучения 30 mJ/cm² декстран был выявлен в 7% клеток (в интервале от 2 до 12%), а при плотности потока лазерного излучения 40 mJ/cm² декстран был обнаружен в 13% клеток (в интервале от 3 до 24%). Эти данные демонстрируют, что захват крупных молекул клетками значительно увеличивается при увеличении плотности потока лазерного излучения (рис.). Смертность клеток варьировала от 0 до 53% независимо от плотности потока лазерного излучения и, вероятнее всего, была связана со статусом донорской ткани (возраст донора, длительность хранения и т. д.).

    Перфорация клеточной стенки при помощи наночастиц углерода, активированных фемтосекундным лазером, – это новейшая многообещающая методика. Попадание веществ в 13% эндотелиальных клеток без существенной цитотоксичности позволит иммуномодуляторам, препаратам, ингибирующим апоптоз или индуцирующим пролиферацию, действовать непосредственно в клеткахмишенях.


Страница источника: 6-7


Федоровские чтения - 2019 XVI Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2019 XVI Всероссийская научно-практичес...

Актуальные проблемы офтальмологии XIV Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XIV Всероссийская научная ...

Современные тенденции развития офтальмологии - фундаментально-прикладные аспекты Всероссийская научно-практическая конференцияСовременные тенденции развития офтальмологии - фундаментальн...

Восток – Запад 2019 Международная конференция по офтальмологииВосток – Запад 2019 Международная конференция по офтальмологии

Академия ZiemerАкадемия Ziemer

Белые ночи - 2019 Сателлитные симпозиумы в рамках XXV Международного офтальмологического конгрессаБелые ночи - 2019 Сателлитные симпозиумы в рамках XXV Междун...

Новые технологии в офтальмологии - 2019 Всероссийская научно-практическая конференцияНовые технологии в офтальмологии - 2019 Всероссийская научно...

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии – 2019 ХVII Всероссийская научно-практическаяконференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии –...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2019»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Роговица III. Инновации  лазерной коррекции зрения и кератопластикиРоговица III. Инновации лазерной коррекции зрения и кератоп...

ХVI Ежегодный конгресс Российского глаукомного общества «Вместе против слепоты»ХVI Ежегодный конгресс Российского глаукомного общества «Вме...

Сессии в рамках III Всероссийского конгресса «Аутоимунные и иммунодефицитные заболевания»Сессии в рамках III Всероссийского конгресса «Аутоимунные и ...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

«Живая» хирургия в рамках конференции  «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018»«Живая» хирургия в рамках конференции «Современные технолог...

Сателлитные симпозиумы в рамках XI Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках XI Российского общенациональ...

Федоровские чтения - 2018 XV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2018 XV Всероссийская научно-практическ...

Актуальные проблемы офтальмологии XIII Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XIII Всероссийская научная...

Восток – Запад 2018  Международная конференция по офтальмологииВосток – Запад 2018 Международная конференция по офтальмологии

«Живая хирургия» в рамках конференции «Белые ночи - 2018»«Живая хирургия» в рамках конференции «Белые ночи - 2018»

Белые ночи - 2018 Сателлитные симпозиумы в рамках XXIV Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2018 Сателлитные симпозиумы в рамках XXIV Между...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Невские горизонты -  2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Невские горизон...

Сателлитные симпозиумы в рамках VIII ЕАКОСателлитные симпозиумы в рамках VIII ЕАКО

VIII Евро-Азиатская конференция по офтальмохирургии (ЕАКО)VIII Евро-Азиатская конференция по офтальмохирургии (ЕАКО)

XVII Всероссийская школа офтальмологаXVII Всероссийская школа офтальмолога

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Top.Mail.Ru


Open Archives