биомолекула.ру. Взгляд изнутри.
 

Логин:
Пароль:


Наночастицами — по «плохому» холестерину!

[16 января, 2009 г.]

Бытует мнение, что само понятие «холестерин» не обещает для здоровья ничего хорошего, однако это вещество — важнейший участник липидного обмена, компонент клеточных мембран и предшественник половых гормонов. «Опасным» холестерин становится лишь когда нарушается метаболизм липидов, и в крови начинают преобладать липопротеины низкой плотности (ЛПНП), холестерин которых может образовывать атеросклеротические бляшки. Другой растворимый белок–липидный комплекс крови — липопротеины высокой плотности (ЛПВП) — наоборот, выводит холестерин из крови, транспортируя его в печень. Исследователям удалось создать искусственные ЛПВП на основе наночастиц, которые могут стать перспективным средством борьбы с атеросклерозом.

Липиды, являющиеся непременным компонентом живого, нерастворимы в воде (что определяет их возможность образовывать биологические мембраны) и транспортируются в кровяном русле в составе растворимых белок–липидных комплексов, среди которых выделяют липопротеины высокой плотности (ЛПВП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП), а также липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) и хиломикроны. Холестерин (или, как правильнее говорить с точки зрения химической номенклатуры, холестерол) — «бич» современной цивилизации и «виновник» большой части сердечно-сосудистых заболеваний (согласно общественному мнению ;-) — входит в состав этих комплексов в различном соотношении и с разной вероятностью выпадения в осадок (то есть, образования атеросклеротических бляшек в просвете кровеносных сосудов).

Липопротеиновые комплексы состоят в основном из амфифильных белков аполипопротеинов и специфически связываемых ими липидов (главным образом, холестерола). В состав ЛПНП и ЛПОНП входит преимущественно холестерол (80% и 90% по массе, соответственно), а в ЛПВП содержание белкá и липидов примерно равно (≈50%). Составляющие ядро ЛПВП частицы, состоящие из аполипопротеинов А1 и А2 и фосфолипидов, иногда называют дисками из-за их дискообразной формы; после адсорбции холестерола эти частицы приобретают сферическую форму и переносят этот липид в печень. Холестерол из фракции ЛПВП, в отличие от ЛПНП и ЛПОНП, не образует атеросклеротических бляшек, из-за чего их (фракции) иногда называют «хорошим» и «плохим» холестерином, соответственно.

Как правило, атеросклероз развивается на фоне хронической гиперхолестеринемии, но у истоков механизма этого заболевания лежит нарушение липидного обмена, в результате которого увеличивается не столько общее содержание холестерола, сколько баланс между ЛПНП (возрастает) и ЛПВП (понижается). И если понизить «плохой» холестерин можно, соблюдая диету, то повысить содержание ЛПВП довольно сложно. Учёные из Северо-западного Университета в Чикаго сумели создать искусственные наночастицы, по параметрам практически идентичные ЛПВП и эффективно связывающие холестерол [1]. Возможно, в будущем это станет перспективным средством снижения «плохого» холестерина и лекарством против атеросклероза.

Синтез искусственных наночастиц ЛПВП на основе золота (ЛПВП–Au-НЧ). «Ядром» наночастиц, имитирующих ЛПВП, являются частицы золота (≈5 нм), поверхность которых покрывается оболочкой аполипопротеина А1 (апо-А1) и фосфолипидов. Фосфолипид, содержащий дисульфидную группу (верхний), служит для хемосорбции на поверхности золотой частицы, а содержащий NH3+-группу (нижний) — содержится в нативных ЛПВП и ассоциирует с амфифильным апо-А1. «Готовые» наночастицы совпадают по размеру с природными ЛПВП (≈18 нм). Рисунок из [1].

В качестве основы для наночастиц было выбрано золото как материал в высшей степени инертный (то есть, нетоксичный) и пригодный для получения наночастиц требуемого размера. Частицы золота заключают в оболочку аполипопротеина-1 (апо-А1) и фосфолипидов, и в результате получаются наночастицы, очень схожие с ЛПВП по размеру (≈18 нм в диаметре), поверхностному составу и физико-химическим свойствам. Частица, золотое «ядро» которой имеет диаметр 5 нм, содержит в среднем 2–5 молекул апо-А1 и ≈80–160 молекул фосфолипидов (см. рисунок).

Полученные наночастицы эффективно адсорбируют холестерол из раствора, аналогично природным ЛПВП. Константа взаимодействия, определённая в эксперименте по связыванию флуоресцентно-меченного аналога холестерола (флуоресценция активируется, когда вещество из растворимой фракции адсорбируется в неполярной фазе), равна ≈3.8 нм, что говорит о большом потенциале этих наночастиц для борьбы с «плохим» холестерином. (Аналогичная константа для природных ЛПВП неизвестна.)

«Мы сконструировали „губку“ для холестерола. Полученные синтетические наночастицы обладают свойствами, необходимыми для лекарства, снижающего уровень холестерола в крови», — говорит руководитель работы Чэд Миркин (Chad Mirkin), профессор химии, медицины и материаловедения и директор Северо-западного международного института нанотехнологий. — «Сейчас существуют способы и препараты для снижения „плохого“ холестерина (ЛПНП), однако как повысить уровень ЛПВП, неизвестно. Я надеюсь, что созданные нами наночастицы найдут однажды применение в этом виде лечения» [2].

Литература


  1. Thaxton C.S., Daniel W.L., Giljohann D.A., Thomas A.D., Mirkin C.A. (2009). Templated Spherical High Density Lipoprotein Nanoparticles. J. Am. Chem. Soc. doi: 10.1021/ja808856z;
  2. ScienceDaily — “Synthetic HDL: New Weapon To Fight Cholesterol Problems”.

Автор: Чугунов Антон.

Число просмотров: 636.

Вернуться в раздел «Новости»

Комментарии

(Оставить комментарий) (показывать сначала старые комментарии)

Re: Наночастицами — по «плохому» холестерину!

Дениис Щербаков — 9 марта, 2009 г. 11:06. (ссылка)

Как эти золотые наночастицы будут выводится из организма, очень интересно? Или они будут пожизнено?

(ответить)

Дисбаланс

Чугунов Антон — 2 февраля, 2009 г. 16:49. (ссылка)

Кстати, дислипидемия — заболевание, при котором повышается «плохой» холестерин и понижается «хороший», обусловлено (по крайней мере, частично) наследственностью, а именно полиморфизмом каких-то генов.

(ответить)

Яндекс.Метрика

© 2007–2015 «биомолекула.ру»
Электропочта: info@biomolecula.ru
О проекте · RSS · Сослаться на нас

Дизайн и программирование —
Batch2k15.

Сопровождение сайта — НТК «Биотекст».

Условия использования сайта
Об ошибках сообщайте вебмастеру.