Манипуляции с жидкими кристаллами могут помочь контролировать процесс доставки лекарств: компьютерное моделирование, тестирование в реальных условиях дает новый метод

Группа ученых из Института молекулярной инженерии Чикагского университета нашла способ использовать это свойство, чтобы превратить жидкие кристаллы в инструмент для управления формой синтетических клеточных мембран. Этот метод имеет потенциал для использования в биологии, медицине и разработке перспективных материалов. Команда сообщила о своих выводах в выпуске журнала Science Advances от 10 августа 2016 года.«Мы воспроизвели начало деления клеток в синтетической системе», — сказал Хуан де Пабло, профессор молекулярной инженерии семьи Лью, возглавлявший группу.

Когда клетка делится, сферическая клеточная мембрана вытягивается в эллиптическую форму, образует талию посередине, а затем разделяется на две сферические клетки. Ученые построили сложные модели, которые вызвали это поведение на компьютере, а затем воспроизвели его в реальном мире, проверяя предсказания модели.

«Это впервые, — сказал де Пабло. «Это система, созданная на молекулярном уровне с использованием компьютерных моделей».Подставки для сотовой связиВместо клеток в экспериментах были капсулы или «везикулы» в несколько микрон в диаметре (часть ширины человеческого волоса), состоящие из некоторых из тех же фосфолипидов, которые составляют настоящие клеточные мембраны.

Они были погружены в ванну с жидкокристаллическим маслом, молекулы которого были слегка удлиненными, а не круглыми. При температуре выше 97 градусов по Фаренгейту масло ведет себя как любое другое масло. Но когда температура немного понижается, молекулы масла плотно прилегают друг к другу, как сигареты, и выстраиваются в одном направлении.«Когда это происходит, жидкий кристалл давит на везикулу больше в одном направлении, чем в другом, поэтому везикула становится удлиненной», — сказал де Пабло. "Если вы сжимаете его все больше и больше, он становится эллипсоидом, а два конца становятся все более и более заостренными.

Есть точка, когда молекулы вокруг этих точек отделяются друг от друга и создают небольшой промежуток в мембране, через который можно протискиваться. из."В настоящее время для доставки лекарств используются липидные везикулы. Де Пабло предполагает использование жидкокристаллической техники как хитрый способ контролировать этот процесс.

«Что нас заинтриговало, так это то, что у нас есть механизм, который позволит нам брать везикулы, наполненные чем-то интересным, и, немного изменив температуру, мы можем деформировать везикулу и заставить ее выдавить все, что находится внутри, без нашего прикосновения. пузырек. А затем, когда мы восстанавливаем температуру до исходного значения, пузырек снова становится сферическим ».

Расчеты показывают, что сжатие в большей или меньшей степени приведет к изменению размера зазора, позволяя выпускать содержимое различных размеров. «Но это то, что нам еще предстоит продемонстрировать», — сказал де Пабло.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *