15.12.2019
PL EN
13.11.2013 aktualizacja 13.11.2013

Okrzemki nośnikami leków

Dzięki chemicznej modyfikacji, szkielety, jednokomórkowych glonów mogą się stać nośnikami chemicznych ładunków np. leków lub oczyszczać wodę – informuje „Nature Communications”.

Szkielety mikroskopijnych glonów zwanych okrzemkami składają się – jak sama nazwa wskazuje – z krzemionki. Ich średnica to około 10 mikrometrów (jedna setna milimetra). Szkielet każdego gatunku wygląda inaczej – może przypominać beczułkę, gwiazdkę, pudełko czy obwarzanek.

Dzięki pofałdowanej i pociętej szczelinami powierzchni szkieleciki okrzemek mają znacznie większą powierzchnię niż mikroskopijne kulki czy nanokapsułki, co czyni z nich idealne pojemniki do dostarczania leków.

Naukowcy próbowali wykorzystać szkielety okrzemek już wcześniej, tworząc ich odlewy z biodegradowalnych polimerów. Pokrywali nimi szkielet, po czym wymywali składniki biologiczne. Jednak modyfikowanie tych odlewów w taki sposób, aby mogły przenosić leki i inne cząsteczki okazało się trudnym zadaniem. Konieczne było użycie silnie działających rozpuszczalników organicznych, stosowanych w absolutnie suchym środowisku, zaś sama procedura była kosztowna i czasochłonna.

Nową metodę opracował zespół Abhaya Pandita z National University of Ireland w Galway. Żywe okrzemki z gatunku Thalassiosira weissflogii udało się skłonić do przyswajania tioli - łańcuchów molekularnych zawierających siarkę – bezpośrednio do rosnących szkieletów. Dzięki temu ich przypominające perforowane pudło na kapelusze szkielety stały się gotowymi nośnikami o dużej powierzchni.

Sama procedura „tiolowania" polegała na hodowaniu okrzemek w bogatym w składniki pokarmowe środowisku w temperaturze pokojowej i eksponowaniu na cykl światło - ciemność, przypominający naturalny cykl dnia i nocy. W ciągu ośmiu dni kilkakrotnie dodawano tioli do roztworu z okrzemkami, dzięki czemu glony wbudowywały je w swoje rosnące szkielety. Następnie usuwano „biologiczne części” glonów i pokrywano szkielety biopolimerami.

Molekularny ładunek – na przykład leki – może być przytwierdzony do łańcuchów wystających z zewnętrznej lub wewnętrznej części szkieletu. Ponieważ łańcuchy tiolowe mogą się również wiązać z metalami ciężkimi, w przyszłości okrzemki o odpowiednio porowatych szkieletach mogłyby posłużyć do oczyszczania wody. Łańcuchy tiolowe można by także wiązać z enzymami czy receptorami.(PAP)

pmw/ krf/

Copyright © Fundacja PAP 2019