Нановолокна упростят лечение рака

Новый метод создания нановолокон из белков, разработанный исследователями из Политехнического института Нью-Йоркского университета (NYU-Poly), сможет значительно улучшить доставку лекарственных препаратов для лечения рака, сердечных заболеваний и болезни Альцгеймера, а также поможет в регенерации человеческих тканей, костей и хрящей.

В перспективе ученые хотят создать совершенно новые медицинские нановолокна и металлическую нанопроволоку, производство которой смогут освоить фармацевтические компании и производители микропроцессоров.

Открытие было сделано случайно. Во время эксперимента по изучению цилиндрических олигомерных белков (COMP), полученных из человеческого хряща, ученые заметили, что в высоких концентрациях эти альфа-биспиральные белки спонтанно собрались и самоорганизовались в нановолокна.

Нановолокна можно использовать для адресной доставки лекарств и производства наноэлектроники

Это был удивительный результат, поскольку до сих пор не было известно, что COMP могут формировать волокна. Ученые решили провести серию экспериментов по контролю образования волокон и их связывания с малыми молекулами, которые размещались в цилиндре белка. Особый интерес вызвали молекулы куркумина, ингредиента пищевых добавок, который используются для борьбы с болезнью Альцгеймера, раком и сердечными заболеваниями.

При добавлении разных металл-селективных аминокислот к биспиральному белку, ученые обнаружили, что такие металлы как цинк и никель позволяют управлять формой волокон. Кроме того, добавление цинка укрепляет нановолокна и позволяет им проводить больше куркумина. В свою очередь добавление никеля заставляет волокна слипаться в двухмерные конструкции, высвобождая молекулы лекарства.

Таким образом, новые нановолокна можно использовать для регенерации костной и хрящевой ткани (с помощью помещенного в нити витамина D) или стволовых клеток человека (с помощью витамина А).

В перспективе данные нановолокна можно применить для производства наноразмерных компьютерных чипов, например, на основе золотых нитей.