Wyobraźmy sobie polimery na tyle elastyczne, że tworzą one struktury przypominające pęcherzyki otoczone membraną. Pęcherzyki takie mogą służyć w terapii komórkowej jako mikroinkubatory, w których dojrzewają komórki (np. macierzyste) otrzymując bez problemu substancje odżywcze przez półprzepuszczalne membrany. Jednocześnie takie samoorganizujące się struktury zapewniają ochronę przed komórkami układu immunologicznego i biodegradują po spełnieniu swoich funkcji. Publikacja na łamach “Science” pokazuje, że scenariusz taki nie jest już jedynie science-fiction, lecz rzeczywistością.
Naukowcy z Northwestern University’s Institute for BioNanotechnology in Medicine (USA) opracowali właśnie metodę tworzenia takich mikroskopijnych przypominających worki struktur. Powstają one na granicy wodnych roztworów polimeru o rozmiarze megadaltonówi i samoorganizującej się cząsteczki o przeciwnym ładunku (kwasu hialuronowego i amfifilowego peptydu).
Duże cząsteczki kwasu hialuronowego (HA) i małe amfifilowego peptydu (PA) łączą się nie na zasadzie reakcji chemicznych, lecz oddziaływań supramolekularnych. Gdy naukowcy wlali do naczynka najpierw HA a później lżejszą warstwę zawierającą PA, powstały struktury o kształtach przypominających gwiazdy, trójkąty i sześciokąty o dwóch różnych chemicznie powierzchniach. Osuszenie tych struktur dało materiał stały przypominający plastik.
Aby wytworzyć “mikroworki”, badacze wlali najpierw do probówek roztwór lżejszego PA i dodali do niego cięższy HA. Gdy cięższe molekuły kwasu hialuronowego osiadały na dnie, lżejsze cząsteczki otaczały je tworząc membranę i zamykając cząsteczki HA w środku.
Badacze informują, że ich samorganizujące się “mikroworki” mają żywotność dochodzącą do kilku tygodni i przepuszczają swobodnie nawet duże białka. Ich możliwe zastosowanie to przede wszystkim terapie komórkowe związane z dostarczaniem komórek w określone miejsce, jak również produkcja komponentów urządzeń elektronicznych, np. do paneli słonecznych.
hlbiotech
źródło: Sciencemag.org
———————————
Oryginalna publikacja: Ramille M. Capito et al., “Self-Assembly of Large and Small Molecules into Hierarchically Ordered Sacs and Membranes”, Science 28 March 2008, Vol. 319. no. 5871, pp. 1812 - 1816, doi:10.1126/science.1154586
