Нанобиотехнологии. Современные результаты развития нанобиотехнологий

«читать» и анализировать биологические тексты (определение нуклеотидной последовательности ДНК, установление аминокислотной последовательности белков).
Практически полная расшифровка генетической информации, заключённой в геноме человека, а также в геномах основных патогенных и многих промышленно значимых микроорганизмов и вирусов (продуцентов, векторных систем и т.д.).
Создаются уникальные предпосылки для разработки новых технологий лечения и профилактики заболеваний. В обозримом будущем можно будет говорить о создании персонализированной медицины.
2. Информатизация исследований – переход от медицинского эмпиризма к прагматизму, от перебора множества лекарственных соединений в ходе экспериментов к целенаправленному созданию соединений с заранее заданными свойствами.
Теперь можно in silico придумывать и производить новые типы терапевтических средств.
3. Миниатюризация устройств и материалов, используемых в биомедицинских исследованиях.
Возможность одновременно измерять большое количество параметров изучаемых объектов.

живым системам (прежде всего микроорганизмам) путём направленной модификации свойств, необходимых для обеспечения определённой функции (или даже технологического цикла при создании полностью искусственных наноконструкций). К этому же направлению относится использование микроорганизмов как продуцентов наноматериалов.
2. «Полусинтетические» нанобиотехнологии – использование биополимеров: белков, нуклеиновых кислот, других молекул и их комплексов для создания различных нанобиотехнологических устройств (биомоторов, пор, сенсоров). Далее с использованием принципов самосборки или синтеза органических и неорганических молекул могут быть созданы устройства, выполняющие строго определённые функции копируемой биологической структуры. Возможно и создание биокомпьютеров на основе процессов самосборки макромолекул. Такие биокомпьютеры можно будет применять для диагностики заболеваний.
3. «Синтетические» нанобиотехнологии – предшественницы технологий создания устройств, предназначенных для исправления молекулярных ошибок и первичной диагностики состояния организма, тканей, клеток. Тут предполагается использование явления самосборки или синтеза органических и неорганических молекул для создания устройств из многочисленных атомов, упорядоченных друг относительно друга.

нМ

в раковую опухоль приводит к значительному замедлению роста опухоли даже при использовании в 1000 раз меньшей дозы лекарства по сравнению с традиционной.

Опухоль, не подвергшаяся воздействию

Опухоль, на которую воздействовали фумагиллиновые наночастицы

Наночастицы с контрастным веществом для МРТ

для стерической защиты от РЭС (например, полиэтиленгликоль ПЭГ);
2) "Молекулярный адрес" на полимерной ножке (в основном иммуноглобулины);
3) Белки слияния (например, гемагглютинин);
4) Лекарственное вещество (например, ДНК);
5) Липидные положительно заряженные частицы для компактизации ДНК;
6) Мембранообразующие липиды (фосфатидилхолин);
7) Липиды, дестабилизирующие мембрану (например, фосфатидилэтаноламин ФЭ)
Такая липосома содержит во внутреннем объеме лекарственное вещество, например, ДНК в случае генной терапии, на ее поверхности иммобилизованы гибкие цепи полимера для уменьшения поглощения клетками РЭС, молекулярный адрес, в мембрану инкорпорированы белки слияния. Кроме того, мембрана состоит не только из обычных фосфолипидов, образующих бислой (чаще фосфатидилхолина), но и липидов способствующих слиянию с мембраной клетки (например, диолеоилфосфатидилэтаноламина).

Применение – генная терапия
Липосомы – средство доставки генетического материала

что антигены, ассоциированные с липосомами попадают непосредственно в антигенпредставляющие клетки.

при хранении
Недостаток - полимерные наночастицы состоят из менее безопасного материала, чем фосфолипиды
Нанокристаллы
Преимущества
Биодоступность плохо растворимых лекарств возрастает в несколько раз.
Использование для рентгеноконтрастных веществ.
Введение нанокристаллических рентгеноконтрастных веществ позволяет наблюдать сосудистую систему в течении нескольких десятков минут.