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.

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 (рис. 1).

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. C. Shad Thaxton, Weston L. Daniel, David A. Giljohann, Audrey D. Thomas, Chad A. Mirkin. (2009). Templated Spherical High Density Lipoprotein Nanoparticles. J. Am. Chem. Soc.. 131, 1384-1385;
2. Synthetic HDL: New Weapon To Fight Cholesterol Problems. (2009). ScienceDaily.