Ученые Лаборатории нано-биоинженерии Инженерно-физического института биомедицины Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» Галина Нифонтова, Мария Звайзгне, Мария Барышникова и Игорь Набиев в сотрудничестве с исследователями из МФТИ, Института экспериментальной медицины Макса Планка (Германия) и Реймского университета Шампань-Арденн (Франция) разработали полиэлектролитные микрокапсулы со встроенными квантовыми точками, которые могут использоваться для диагностики и лечения онкологических заболеваний.

Полиэлектролитные микрокапсулы – одно из самых перспективных средств направленной доставки и контролируемого высвобождения лекарственных веществ, контрастных агентов и флуоресцентных меток для диагностики и лечения различных заболеваний, в том числе онкологических.

Ученые разработали метод получения микрочастиц с многослойной оболочкой из разноименно заряженных полиэлектролитов, в которую встроены квантовые точки – флуоресцентные нанокристаллы, характеризующиеся ярким свечением и высокой фотостабильностью. Эти свойства нанокристаллов делают их привлекательными флуоресцентными метками для визуализации внутриклеточного проникновения и доставки микрокапсул.

Возможность включения квантовых точек, флуоресцирующих в разных спектральных областях, в тераностические системы диагностики и доставки лекарств на базе полиэлектролитных микрокапсул также открывает широкие перспективы для отслеживания их транспорта в организме.

«Как показали эксперименты, проследить судьбу микрокапсул можно даже на внутриклеточном уровне – через распределение капсул и их содержимого по клеточным компартментам», – сообщила ведущий исполнитель международного проекта, научный сотрудник Лаборатории нано-биоинженерии НИЯУ МИФИ Галина Нифонтова.

По ее словам, анализ свойств оптически кодированных микрокапсул показывает, что они могут послужить основой для разработки эффективных тераностических средств нового поколения. «То есть, агентов, которые служат одновременно для диагностики и адресной доставки лекарств», – пояснила она.

Исследователи определили оптимальное содержание квантовых точек, используемых для процедуры кодирования, обеспечивающих оптимальные флуоресцентные свойства кодированных микрокапсул.

В ходе исследования, результаты которого опубликованы в журнале Nanoscale Research Letters, было продемонстрировано поглощение микрокапсул клетками и, в частности, мышиными макрофагами. Это подтвердило возможность эффективного использования разработанной системы для визуализации живых клеток, а также транспортировки и доставки микрокапсул в живых клетках.

Представленная работа выполнена при поддержке программы Государственного задания Минобрнауки РФ на тему «Многофункциональные стимул-чувствительные микрокапсулы и нанокристаллы для ранней диагностики и эффективного лечения рака легкого и рака груди».