CC BY
11
УДК 577.15
МАГНИТНЫЕ ЛИПОСОМЫ ДЛЯ КОНТРОЛИРУЕМОГО ВЫСВОБОЖДЕНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МОЛЕКУЛ В УСЛОВИЯХ НЕГРЕЮЩЕГО НИЗКОЧАСТОТНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
К.Ю. Власова1, С.Ч. Ванзаракшаева1, И.М. Ле-Дейген1, М.М. Веселов1, А.В. Петрунин1, А.Н. Прусов2, А.В. Шуклинов3, Ю.И. Головин1,3, А.В. Кабанов1,4, Н.Л. Клячко1,3,4*
(1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, химический факультет, кафедра химической энзимологии; 2 НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова; 3Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина; 4Фармацевтический факультет Университета Северной Каролины, ЧапелХилл, США; *e-mail: [email protected])
Разработаны функционализованные магнитные анионные липосомы (МАЛип), содержащие магнитные наночастицы (МНЧ) магнетита, для контролируемого высвобождения ингибитора протеаз под действием внешнего негреющего низкочастотного переменного магнитного поля (НЧ ПМП). Показано, что экспозиция в НЧ ПМП частотой 110 Гц и напряженностью 70-150 кА/м вызывает увеличение скорости высвобождения белка на 23-35%. Полученные результаты открывают перспективы для разработки метода контролируемого высвобождения белков из липосом.
Ключевые слова: магнитные липосомы, негреющее низкочастотное переменное магнитное поле, контролируемое высвобождение высокомолекулярных соединений (белков). Основные сокращения: НЧ ПМП - низкочастотное переменное магнитное поле, АЛип -анионные липосомы, МАЛип - магнитные анионные липосомы, МНЧ - магнитные нано-частиццы, ф-МНЧ -функционализированные магнитные наночастицы, ББИ - ингибитор протеаз типа Баумана-Бирка.
Липосомы имеют множество преимуществ перед другими системами доставки лекарств, однако они обладают рядом недостатков, из ко -торых наиболее существенный заключается в медленном высвобождении инкапсулированных молекул.
В большом ряду подходов к стимул-чувствительному высвобождению препаратов из липо-сом [1-7] наиболее перспективен метод воздействия негреющим низкочастотным магнитным полем (НЧ ПМП) с частотой f < 1000 Гц. Такие поля безопасны для человека даже при больших значениях магнитной индукции, обладают глу-бокой проникающей способностью в биологические ткани и могут селективно воздействовать на магниточувствительные материалы, вводимые в организм, не затрагивая окружающие органы и ткани [8]. Ранее нами было показано, что с помощью воздействия НЧ ПМП на магнитные ли-посомы, содержащие МНЧ в мембране, можно дистанционно контролировать высвобождение низкомолекулярных соединений из везикул [9].
В присутствии НЧ ПМП понижается стабильность липидного бислоя магнитных липосом (что обусловлено механическим воздействием
на МНЧ), испытывающих релаксацию по Брауну [10]. Вращательно-колебательные движения частиц в НЧ ПМП способны вызывать деформационные напряжения в структуре мембраны, что приводит к ее разупорядочению и, как следствие, повышению проницаемости для малых молекул. Описанный подход, будучи альтернативой магнитной гипертермии - методу повышения проницаемости мембран магнитных липосом в результате нагрева МНЧ в высокочастотном f = 200-600 кГц) магнитном поле [10], имеет ряд преимуществ.
Цель настоящей работы - изучение влияния НЧ ПМП на динамику высвобождения высокомолекулярного ингибитора протеаз типа Бау-мана-Бирка из магнитных анионных липосом, содержащих МНЧ магнетита, ковалентно иммобилизованных на поверхности везикул.
Экспериментальная часть
Материалы
В работе использовали ацетилацето-нат железа(Ш), бензиловый спирт, дофамин, а-химо-трипсин (а-ХТ), ингибитор протеаз семейства Баумана-Бирка (ББИ), таблетки на-
трий-фосфатного буфера (PBS), 1-Этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимид (EDC), N-гидроксисукцинимид (NHS) - все производства фирмы «Sigma» (США); дипальмитоилфосфати-дилхолин (ДПФХ), (1,2-дистеарил^п-глицеро-3-фосфоэтаноламин)-карбокси-полиэтилен гли-коль-2000 (ДСФЭ-ПЭГ2К) производства фирмы «Avanti Polar Lipids» (США).
Методы
Синтез МНЧ магнетита. МНЧ получали термическим разложением ацетилацетоната в бензиловом спирте по методике, описанной в [11].
Функционализация МНЧ магнетита дофамином. Для ковалентной иммобилизации МНЧ на поверхность анионных липосом частицы функционализировали дофамином. МНЧ (3 мг) диспергировали в хлороформе (2 мл) с помощью ультразвукового (УЗ) щупа. Дофамин (6 мг) растворяли в 1 мл диметилформамида (ДМФА), добавляли к диспергированным частицами и инкубировали при комнатной температуре в течение 24 ч. По истечении времени инкубации частицы промывали хлороформом и высушивали на роторном испарителе. Полученный черный порошок ф-МНЧ хранили под вакуумом при комнатной температуре. Эффективность сорбции дофамина определяли методом ИК-Фурье-спектроскопии на приборе «Agilent Cary 630» (США).
Получение анионных липосом (АЛип), загруженных ББИ. Липосомы получали методом гидратации липидной пленки. Липиды (16 мг ДПФХ и 1,6 мг ДСФЭ-ПЭГ2К-СОО№) диспергировали в 5 мл хлороформа и 1 мл метанола в УЗ-ванне до полного растворения компонентов. Затем на роторном испарителе отгоняли органический растворитель до образования однородной пленки на стенках колбы. Полученную пленку диспергировали 1 мл раствора ББИ (1 мг/мл) в 10 мМ натрий-фосфатном буфере (pH 7,4) (или в некоторых экспериментах 1 мл 10 мМ натрий-фосфатного буфера) с последующей обработкой смеси в УЗ-ванне в течение 30-60 с. Полученную суспензию подвергали трем циклам замо-розки/разморозки и оставляли инкубироваться в течение 3 ч при 45 °С, постоянно перемешивая. Затем суспензию гомогенизировали при температуре 45 °С путем экструзии через поликарбонатные мембраны с размером пор 400 и 200 нм (по 10 раз через каждый тип мембраны). От не-загрузившегося белка суспензию очищали с помощью диализа. Образец помещали в диализный
мешок с размером пор 12 кДа и диализовали против внешнего 10 мМ натрий-фосфатного буфера (pH 7,4) в течение 12 ч при 4 °С. Концентрацию загруженного ББИ определяли методом ИК-Фурье-спектроскопии в режиме нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО). В качестве стандартов для построения калибровочной прямой использовали растворы ББИ заданной концентрации.
Конъюгация ф-МНЧ на поверхность МА-Лип. Иммобилизацию ф-МНЧ проводили кар-бодиимидным методом. Для этого к конечному раствору МАЛип (с концентрацией липидов 17,6 мг/мл) добавляли 0,8 мкг EDC и 0,8 мкг NHS, при тщательном перемешивании инкубировали 15 мин, а затем отделяли непрореагиро-вавшие EDC и NHS с помощью колонки NAP-25. К конечной суспензии добавляли водный раствор ф-МНЧ, предварительно диспергированных УЗ-щупом. Соотношение числа активированных карбоксильных групп на поверхности АЛип к числу частиц в растворе (по концентрации Fe) составляло 1:5 Реакционную смесь инкубировали, постоянно перемешивая при 15 °С в течение 1,5 ч. Несвязавшиеся ф-МНЧ отделяли центрифугированием при 7500 об/мин (центрифуга «MiniSpin», США) в течение 2 мин. В результате частицы выпадали в осадок, а МАЛип оставались в надоса-дочном растворе.
Определение концентрации железа. Концентрацию железа определяли с помощью атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС).
Определение размеров. Размер МНЧ и ли-посом определяли методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) («JEM 2010», 200 кВ) с уранилацетатом в качестве контрастирующего агента, а также методом динамического светорассеяния («ZetaSizer Malvern»).
ИК-Фурье спектроскопия в режиме НПВО. ИК-спектры растворов образцов регистрировали на ИК-Фурье-спектрометре «Tensor 27» («Bruker», Германия), оснащенном термостатом «Huber» (США), при 25 °С. Порошки образцов анализировали с помощью ИК-Фурье-спектрометра «Agilent Cary 630» (США).
Ингибирование активности а-ХТ. Кинетику гидролиза N-сукцинил-Ala-Ala-Pro-Phe-р-нитроанилида, катализируемого а-ХТ, определяли спектрофотометрически на длине волны 405 нм. Для определения каталитической активности а-ХТ в отсутствие ББИ в лунке 96-луноч-ного пластикового планшета смешивали 287 мкл 0,1 М буфера Tris-HCl (pH 8,2) с 10 мкл раствора
а-ХТ и 3 мкл раствора субстрата в смеси диокса-на и ацетонитрила (10 мг/мл). После тщательного перемешивания регистрировали зависимость поглощения от времени на длине волны 405 нм («SpectraMax M5»). Для определения каталитической активности а-ХТ в комплексе с ББИ в лунке 96-луночного планшета смешивали 280 мл буферного раствора 0,1 М Tris-HCl (pH 8,2) с 10 мкл раствора а-ХТ, 7 мкл образца, содержащего ББИ (в некоторых случаях после воздействия НЧ ПМП) и инкубировали в течение 3 мин при непрерывном перемешивании, затем добавляли 3 мкл раствора субстрата в смеси диоксана и ацетонитрила (10 мг/мл) и регистрировали зависимость поглощения от времени на длине волны 405 нм («SpectraMax M5»). Степень ингибирования (%) находили по формуле:
Ингибирование, % = 100 [(V0 - V1)/ V0], (1)
где V0 - тангенс угла наклона кинетической кривой реакции гидролиза в отсутствие ББИ, V - тангенс угла наклона кинетической кривой реакции гидролиза в присутствии ББИ.
Действие НЧ ПМП. Для генерации внешнего НЧ ПМП использовали установку «TOR 01/12» («Nanodiagnostics LLC»). Поле, будучи однородным (с точностью ±2%), могло вызывать только вращательные осцилляции МНЧ, поступательные осцилляции были пренебрежимо малы. Образцы подвергали экспозиции в поле в течение 5 и 15 мин, после чего регистрировали кинетику ферментативного гидролиза N-сукцинил-А^-Ala-Pro-Phe-р-нитроанилида и по формуле (1) рассчитывали степень ингибирования (%) реакции. Косвенно определяли количество доступного ББИ по степени ингибирования реакции гидролиза и находили эффективность действия НЧ ПМП по формуле:
Эффект поля, % = 100 [(С^ - Q/ Сисх], (2)
где С0 - количество ингибитора без действия НЧ ПМП, СПМП - количество ингибитора после дей-
ствия НЧ ПМП, Сисх - количество ингибитора, загруженного в МАЛип.
Результаты и их обсуждение
Получение магнитных липосом. Для иммобилизации МНЧ поверхность липосом была функционализирована карбоксильными группами (СОО-) за счет включения в липидный состав ДСФЭ-ПЭГ2К-СОО№. В состав липидной мембраны входил также ДПФХ в соотношении ДПФХ : ДСФЭ-ПЭГ2К-СОО№, равном 96,6:3,4 (по молям), температура фазового перехода ко -торого составляла 41 °С. Загрузку белка проводили универсальным методом гидратации тонкой липидной пленки с циклами заморозки/ разморозки. После этого для увеличения загрузки ББИ суспензию инкубировали в течение 3 ч при Т = 45 °С (выше фазового перехода). Затем суспензию гомогенизировали при Т = 40-50 °С путем экструзии через углеродные мембраны с размером пор 0,4 и 0,2 мкм. Средняя концентрация загруженного белка составила 0,2 мг/мл (эффективность загрузки 20%).
Для определения локализации ББИ в АЛип использовали метод ИК-Фурье-спектроскопии. В табл. 1 представлены положения основных полос поглощения в спектрах АЛип и АЛип, загруженных ББИ. Следует обратить внимание на положение полос симметричных (с) и асимметричных (ас) колебаний СН2-групп. Консервативность в их положении указывает на отсутствие значимого взаимодействия ББИ с гидрофобной частью мембраны. В то же время в области поглощения РО2 ас-группы наблюдается высокочастотный сдвиг, указывающий на образование водородных связей.
Анализ рис. 1 и табл. 1 показывает, что область поглощения С-О-С-связи ПЭГ в составе АЛип после включения белка меняется. Полученные данные позволяют сделать вывод, что при введении ББИ в состав АЛип происходит изменение формы полосы поглощения, соответствующей
Т а б л и ц а 1
Характеристические полосы поглощения ИК-спектров АЛип и АЛип, загруженных ББИ, при 25 оС в 10 мМ
натрий-фосфатном буфере
Образец vCH2 ас, см 1 vCH2 с, см 1 vCO, см 1 vPO2 ас, см 1 vC-O-C, -1 см vАмид, см 1
АЛип 2918,8 2850,8 1734,7 1227,5 1248,2 1095.4 1065.5 -
ББИ-АЛип 2918,3 2850,3 1734,2 1227,5 1249,7 1089,6 1552,9 1643,1
Рис. 1. ИК-Фурье-спектры АЛип (1) и ББИ-АЛип (2) липидного состава ДПФХ/ДСФЭ-ПЭГ2К-СОО№ при Т = 25 оС в 10 мМ натрий-фосфатном
буфере
Рис. 2. ИК-Фурье-спектры порошков МНЧ (1), дофамина (2) и ф-МНЧ (3)
при Т = 25 оС
ПЭГ, следовательно, происходит взаимодействие белка с ПЭГ Таким образом, ББИ локализуется на поверхности липосомальной мембраны в ПЭГ как внутри АЛип, так и снаружи. Полученные комплексы ББИ-АЛип имели средний гидродинамический диаметр ~ 187 ± 2 нм (РБ1 0,23 ± 0,02) и ^-потенциал ~ -(21,6 ± 1,0) мВ.
Ковалентную иммобилизацию МНЧ проводили карбодиимидным методом. Для этого поверхность МНЧ, полученных методом высокотемпературного разложения ацетилацетоната железа(Ш) в бензиловом спирте, предварительно функцио-нализировали аминогруппами. Средний диаметр исходных МНЧ по данным ПЭМ составил 7-9 нм. В качестве эффективного низкомолекулярного со-
единения для функционализации мы использовали дофамин. Сорбция молекул дофамина на поверхность МНЧ происходит за счет образования хелатных комплексов между Ге304 и гидроксиль-ными группами дофамина [12]. Эффективность функционализации МНЧ проверяли методом ИК-спектроскопии. На рис. 2 видно появление пиков, характерных для дофамина на поверхности МНЧ (ф-МНЧ). По литературным данным, после сорбции дофамина на поверхностях частиц некоторые полосы поглощения в ИК-спектре молекулы смещаются [12]. Полосы, присутствующие при 1440 и 1600 см \ относятся соответственно к симметричным и асимметричным растягивающим колебаниям ароматических С-С-связей.
Рис. 3. ПЭМ-микрофотография ББИ-МАЛип состава ДПФХ/ДСФЭ-ПЭГ2К-СОО№ (96,6 и 3,4% по молям соответственно). Шкала 100 нм
Карбодиимидный метод относится к одним из наиболее простых методов конъюгации МНЧ с аминогруппами, экспонированными на поверхности частиц, и молекул, содержащих карбоксильные группы. Ковалентную конъюгацию ф-МНЧ с ББИ-АЛип проводили при соотношении добавляемых частиц и АЛип, равном 5:1 (по концентрации активных групп). На рис. 3 представлена ПЭМ-микрофотография конечной суспензии МАЛип после очистки от несвязавшихся ф-МНЧ, которая подтверждает эффективность иммобилизации.
Действие НЧ ПМП на ББИ-МАЛип. Исследовано магнитомеханическое индуцирование высвобождения ББИ из полученных МАЛип. За
высвобождением ингибитора следили по ин-гибированию реакции гидролиза Н-сукцинил-А1а-А1а-Рго-РИе-р-нитроанилида, катализируемой а-ХТ. Параметры НЧ ПМП (/ = 110 Гц, Н = 70 и Н = 150 кА/м) были выбраны с учетом ранее полученных в нашей лаборатории результатов на аналогичных системах, когда макромолекула ковалентно иммобилизована на поверхность МНЧ [13].
За эффективностью магнитомеханического индуцирования высвобождения ББИ из МАЛип посредством ф-МНЧ при экспозиции в НЧ ПМП следили по изменению степени ингибирования реакции гидролиза, катализируемого а-ХТ. Для того чтобы оценить эффект действия поля, сравнивали количество высвободившегося ингибитора из ББИ-МАЛип без предварительной экспозиции в НЧ ПМП и после нее (рис. 4).
Так, эффект поля составил 23% при экспозиции в поле в течение 5-15 мин. Согласно теоретическим расчетам [8, 10], при увеличении напряженности НЧ ПМП растет сила, индуцированная вращательно-колебательным движением МНЧ. Как следствие, потенциально должен усиливаться эффект магнитомеханического разупорядочения мембраны липосом. Действительно, в нашем случае при увеличении Н от 70 до 150 кА/м наблюдалась тенденция к увеличению эффекта НЧ ПМП (т.е. к росту количества высвободившегося ББИ).
Для подтверждения нашего предположения о том, что ББИ высвобождается из ПЭГ-оболочки МАЛип, мы исследовали действие поля на состояние мембраны с помощью ИК-Фурье-
Рис. 4. Эффект поля на высвобождения ББИ из ББИ-МАЛип в НЧ ПМП (/ = 110 Гц, Н = 70 кА/м и Н = 150 кА/м); измерения проводили при комнатной температуре, концентрация а-ХТ и субстрата в реакционной смеси составляла 3,5 и 100 мкг/мл (значения представлены как среднее ± стандартное отклонение, п = 9)
Т а б л и ц а 2
Характеристические полосы спектров ИК-Фурье-спектроскопии образцов АЛип и МАЛип при 25 оС в 10 мМ натрий-фосфатном буфере = 110 Гц, H = 70 кА/м)
Образец vCH2 ас, см 1 vCH2 с, см 1 vCO, см-1 vPO2 ас, см 1 vC-O-C, см-1
АЛип
АЛип НЧ ПМП 5 мин 2918,3 2850,3 1735,6 1224,1 1094,8 1047,2
АЛип НЧ ПМП 15 мин
МАЛип 2917,8 2849,8 1733,2 1225,1 1237,6 1094,8 1047,2
МАЛип НЧ ПМП 5 мин 2918,3 2849,8 1736,1 1226,0 1236,2 1094,9 1048,1
МАЛип НЧ ПМП 15 мин 2918,3 2849,8 1732,3 1713,9 1226,0 1234,2 1093,4 1048,6
спектроскопии в режиме НПВО, позволяющей получать детальную информацию о тонкой структуре надмолекулярных систем и сайтах взаимодействия. Липосомы АЛип, содержащие ДПФХ и ДСФЭ-ПЭГ2К-СООНа, находятся в гелеобраз-ном состоянии при комнатной температуре. Две наиболее интенсивные полосы поглощения соответствуют асимметричным (2920 см-1) и симметричным (2850 см-1) валентным колебаниям групп СН2. Положение данных полос поглощения зависит от характера упаковки гидрофобных цепей в бислое. Полоса поглощения карбонильных групп (1715-1745 см-1) чувствительна к изменениям микроокружения на границе липид-вода, в то время как полоса поглощения асимметричных валентных колебаний фосфатной группы (12201260 см х) служит сенсором взаимодействия с катионными лигандами. Полоса поглощения при 1096 см-1, которая соответствует валентным ко -лебаниям С-О-С-связи, представляет собой основную характеристическую полосу поглощения молекулы ПЭГ [14].
По данным положения характеристических полос спектров, приведенных в табл. 2, можно сделать вывод, что само по себе внешнее магнитное поле с данными параметрами никак не влияет на состояние мембраны, так как положение характеристических полос не изменяется после экспозиции в НЧ ПМП. Положение полос асимметричных и симметричных колебаний СН2-групп для всех типов АЛип как при воздействии НЧ ПМП, так и в контрольных экспериментах без НЧ ПМП, не изменяется. Следует вывод, что ф-МНЧ не воздействуют на саму липидную мембрану.
Значительные изменения наблюдались в положениях полос РО2 ас-колебаний для МАЛип,
что подтверждает взаимодействие МНЧ непосредственно с поверхностью липосомальной мембраны. Экспозиция в НЧ ПМП приводит к сдвигу данного плеча, что свидетельствует о возможном усилении таких взаимодействий в поле.
По изменению положения пиков колебаний С-О-С, соответствующих состоянию ПЭГ, в условиях НЧ ПМП видно, что частицы за счет механического вращения возмущают молекулы ПЭГ на поверхности МАЛип. Иными словами, наблюдаемое ингибирование а-ХТ в растворе происходит за счет связывания белка ББИ, высвободившегося из поверхностного ПЭГ покрытия МАЛип.
Таким образом, НЧ ПМП способствует усилению высвобождения высокомолекулярного ББИ из плотной ПЭГ-короны МАЛип (продвижению выходящего из МАЛип ингибитора). Продемонстрирована возможность высвобождения белковой молекулы из БИК на поверхности МАЛип под действием НЧ ПМП. Показана перспективная возможность использования магнитного липосомального контейнера в биотехнологии или наномедицине при доставке высокомолекулярных соединений. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 17-54-33027 и № 18-29-09154), Госрегистрационной темы АААА-А16-116052010081-5, Договора с ООО «Наноматериалы», а также с использованием оборудования, закупленного по Программе развития МГУ имени М.В. Ломоносова ПНР 5-13. Конфликта интересов нет.
CnHCOK HHTEPATYPH
1. Guo H., Chen W, Sun X., Liu Y. N., Li J., Wang J. // Carbohydrate polymers. 2015. Vol. 118. P. 209.
2. Bae S., Lee S.W., Hirukawa A., Takemura Y., Jo Y.H., Lee S.G. // IEEE Transactions on Nanotechnology. 2009. Vol. 8. N 1. P. 86.
3. Amstad E., Kohlbrecher J., Müller E., Schweizer T., Textor M, ReimhultE. // Nano letters. 2011. Vol. 11. N 4. P. 1664.
4. Nappini S., Al Kayal T., Berti D., Norden B., Baglioni P. // J. Physical Chemistry Lett. 2011. Vol. 2. N 7. P. 713.
5. Qiu D., An X. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2013. Vol. 104. P. 326.
6. Nappini S., Bonini M., Ridi F., Baglioni P. // Soft Matter. 2011. Vol. 7. N 10. P. 4801.
7. Bi H., Ma Sh., Li Q., Han X. // J. Materials Chemistry B. 2016. Vol. 4. N 19. P. 3269.
8. Golovin Yu.I., Gribanovsky S.L., Golovin D.Y., Kly-
achko N.L., Majouga A.G., Master A.M., Sokolsky M., Kabanov A.V // J. Control. Release. 2015. Vol. 219. P. 43.
9. Vlasova K.Yu., Pironyan A., Le-Deygen I., Vishwasrao H., Klyachko N.L., Rudakovskaya P., Kireev I.I., Kabanov A.V. and Sokolsky-Papkov M. // J. Colloid and Interface Science. 2019. Vol. 522. P. 689.
10. Golovin Yu.I., Klyachko N.L., Majouga A.G., Sokolsky M, Kabanov A.V. // J. Nanopart. Res. 2017. Vol. 19. P. 63.
11. Vishwasrao H., Master A., Xinming Y. et al. // Chemistry of Materials. 2016. Vol. 28. N 9. P. 3024.
12. Gao F., Qu H., Duan Y. et al. // RSC Adv. The Royal Society of Chemistry. 2014. Vol. 4. N 13. P. 6657.
13. Efremova M., Veselov M., Barulin A. et al // ACS Nano. 2018. Vol. 12. N 4. P. 3190.
14. Deygen I.M., Kudryashova E.V. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2016. Vol. 141. P. 36.
Поступила в редакцию 10.02.2020 Получена после доработки 12.02.2020 Принята к публикации 20.02.2020
MAGNETIC LIPOSOMES FOR REMOTE CONTROLLED HIGH-MOLECULAR DRUGS RELEASE UNDER LOW FREQUENCY NON-HEATING MAGNETIC FIELD
K.Yu. Vlasova \ S.Ch. Vanzarakshaeva \ M.M. Veselov \ I.M. Le-Deygen \ A.V. Petrunin \ A.N. Prusov2, А.В. Shuklinov 3, Y.I. Golovin 13, A.V. Kabanov 14, N.L. Klyachko 1,3,4 *
(1 Department of Chemical Enzymology, School of Chemistry, Lomonosov Moscow State University;2A.N. Belozersky Research Institute of Physical Chemical Biology, Lomonosov Moscow State University; 3 G.R. Derzhavin Tambov State University, Tambov; 4 Center for Nanotechnology in Drug Delivery, University of North Carolina at Chapel Hill; *e-mail: [email protected]; [email protected])
Magnetic anionic liposomes (MALip) conjugated with magnetite magnetic nanoparticles (MNP) were developed for controlled release of a protease inhibitor (BBI) under exposure to low frequency non-heating magnetic field (LF AFM). It was shown, that an increase up to 35% of the protein release rate occurs during the MALip were exposed to LF AMF (frequency 110 Hz, intensity 75-150 kA/m) during 5-15 minutes. The research provides prospects of the development of remotely controlled proteins release from liposomes.
Key words: magnetic liposomes, non-heating low-frequency alternating magnetic field, controlled drug release.
Сведения об авторах: Власова Ксения Юрьевна - мл. науч. сотр. химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, канд. хим. наук ([email protected]); Ванзаракшаева Сарюна Чингисовна - студентка факультета наук о материалах МГУ имени М.В. Ломоносова ([email protected]); Веселов Максим Михайлович - аспирант химического факультета МГУ ([email protected]); Петрунин Александр Валерьевич - студент химического факультета МГУ ([email protected]); Ле-Дейген Ирина Михалов-на - ассистент химического факультета МГУ, канд. хим. наук ([email protected]. msu.r); Прусов Андрей Николаевич - ст. науч. сотрудник НИИ физико-химической биологии им. Белозерского МГУ, канд. биол. наук ([email protected]); Шуклинов Алексей Васильевич - вед. специалист ТГУ им. Державина, канд. физ.-матем. наук (tambovbest@ yahoo.com); Головин Юрий Иванович - профессор химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, директор центра Нанотехнологий и наноматериалов ТГУ им. Г.Р. Державина, докт. физ.-матем. наук ([email protected]); Кабанов Александр Викторович - директор Центра нанотехнологий в области доставки лекарств в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилле, профессор и заведующий лабораторией химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, чл.-корр. РАН, докт. хим. наук ([email protected]); Клячко Наталья Львовна - профессор химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, докт. хим. наук (klyachko@enzyme. chem.msu.ru).
