Учёные нанофизики ЮФУ нашли удобный доставщик лекарств напрямую в нездоровый орган

Фото: 3D-модель белковых молекул оболочки вируса // фото: ЮФУ

Ученые кафедры «Нанотехнология» Физического факультета ЮФУ провели молекулярное исследование на вирусах насекомых, результаты которого существенно облегчат точную доставку лекарств в нездоровый орган. Об этом рассказали в пресс-службе университета.

Исследователи рассматривали причины, из-за которых защитный белковый слой вокруг вируса насекомых, попадая им в желудок, распадается в подходящий для заражения момент. Оказалось, щелочная среда активизирует белки, они начинают отталкиваться и высвобождать содержимое оболочки.

Такие оболочки можно модифицировать и использовать для адресной доставки лекарств в поврежденные ткани и органы, что существенно облегчит курс терапии. Однако, как отмечают, специалисты, модификация может быть возможна только при условии глубокого понимания законов и механизмов самораспада вирусных оболочек.

Для этой цели учёные нанотехнологи с помощью математических расчетов и 3D-моделирования белковых молекул смогли определить детальное устройство механизма расслоения оболочек вируса. На кафедре подчеркнули, что ранее это не удавалось другим исследовательским группам, которые полагались лишь на современную микроскопию.

В ходе исследования стало ясно, что устойчивость процесса (необходимость для протекания реакции и высвобождения вируса) обеспечивается особенной организацией слоёв оболочек. Помимо внутренней белковой оболочки – капсида, ядро защищено внешним слоем из полиэдра. Так, капсиды имеют форму двадцатигранников, а вирусные полиэдры — кубическую. Несмотря на такую геометрию, оболочка из полиэдрина плотно прилегает к капсиду вируса, образуя специальные ниши и полости, благодаря которым они соединяются как элементы паззла.

Помимо этого, ученые определили причины разборки вирусного полиэдра в щелочной среде желудка насекомых. Расчеты показали, что в таких условиях белки этой оболочки приобретают отрицательный заряд и начинают отталкиваться друг от друга и от белков капсида, что приводит к разрушению полиэдра и высвобождению.

По словам руководителя проекта, профессора кафедры «Нанотехнология» ЮФУ Сергея Рошаля , полученные данные могут быть полезны при проектировании наноконтейнеров для адресной доставки лекарств. Модифицируя белковые молекулы, можно влиять на то, какой заряд они будут иметь в тех или иных условиях, а также при какой кислотности будет происходить разборка контейнера и высвобождение его содержимого.