Диссертация (1155054), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Трансдуцированные клетки (с определенными генами или векторами);2. Клеточные носители, которые могут быть загружены лекарственными средствами или терапевтическими средствами. В этой категории особо интересны54клетки-носители, которые могут высвобождать содержащееся лекарственноесредство в кровотоке или на выбранных участках, или могут нацеливать лекарство на другие соответствующие клетки в организме.К настоящему времени исследованными клеточными носителями являютсяклетки бактерий и животные клетки. Бактериальные клетки использовались вкачестве препаратов неживых клеточных оболочек из грамотрицательных клеток, лишенных цитоплазматического содержимого, при сохранении морфологиии поверхностных антигенных структур [37].
Различные клетки были трансдуцированы выбранными генами и c разными векторами. Обычно перенос гена осуществляют для введения гена, экспрессирующего флуоресцентный белок, дляотслеживания поведения клетки in vivo или для коррекции генетического дефекта (т.е. мутации или деления гена) или для того, чтобы сделать клетку-мишеньвосприимчивой к действию выбранного лекарственного средства.1.5.1. Аутологичные клетки крови, как носители лекарственных препаратовАутологичные клетки (autologous cells) [греч.
autos — сам и logos — разум,слово, мысль] — это клетки, взятые от определенного конкретного организма,культивированные, возможно генетически модифицированные и вновь введенные в организм-донор. Как мы знаем, эритроциты являются универсальнымиприродными носителями у всех млекопитающих, птиц, членистоногих и др. видов, выполняющие жизненно важную транспортную функцию доставки кислорода в клетки. Эритроциты - это врожденные природные транспортеры в организме. В начале 70-х годов были попытки использовать эритроциты (собственные клетки крови) в качестве носителей лекарств [8; 24; 55; 86; 88; 105; 142; 197;198].
Основной проблемой, возникающей при использовании биоразлагаемыхматериалов или естественных клеток в качестве носителей ЛС является то, чтоони будут удалены из организма с помощью ретикулярно-эндотелиальной системы [55]. Но при помощи современных технологических подходов, таких какнанотехнологии, биотехнологии, иммунологии можно найти решения данных55проблем.
Например пегилирование (PEGylation) мембраны эритроцитов сделаетих невидимыми для макрогафов [102].Системы доставки, в которых используются собственные клетки организма, наиболее выгодны с точки зрения биологической совместимости, а такжетехнологических и экономических факторов. Среди них в качестве транспортных средств предполагается использование эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Отдельным направлением, сформировавшимся в результате изучениявозможности транспортировки лекарств к патологическому очагу, является разработка систем доставки, в которых в качестве носителей используются естественные контейнеры – форменные элементы крови человека или животных, непокрытые соответствующими антителами к клеткам-мишеням [9].
Методы,предполагающие использование аутологичных клеток крови для модификацииих свойств с целью создания внутриклеточного депо препарата и осуществлениянаправленного транспорта, объединяют под общим названием «экстракорпоральная фармакотерапия». Получаемые при этом клетки обозначаются термином «фармакоциты» [4].Эритроциты являются врожденными носителями, которые также могутбыть модифицированы для улучшения фармакокинетики и фармакодинамикимногих лекарств [85; 87; 148; 149; 202; 204; 224].
Для многих лекарств было продемонстрировано успешное инкубирование препаратов как внутрь эритроцитов,так и на внешнюю поверхность, включая противовоспалительные, антимикробные, антитромботические, противоопухолевые, ферменты, гормоны, белки и др.средства [76; 85; 87; 90; 104; 148; 149; 200; 226].1.5.1.1. Физиология и морфология эритроцитовЭритроциты являются наиболее обильной составляющей клеточной формыкрови (5,2×106 ±0,3×106 и 4,7×106 ± 0,3×106 клеток/мм ³ крови у здоровых мужчин и женщин соответственно) [2; 55; 200].
Они имеют наибольшую удельнуюповерхность среди других клеток крови (т.е. самая высокая поверхность к объему 1,9 × 104 см2/г). Безъядерный зрелый человеческий эритроцит является одним56из наиболее специализированных клеток. Не имея таких цитоплазматических органелл, как ядра, митохондрии и рибосомы, красная кровяная клетка не способнасинтезировать белок, проводить окислительные реакции, связанные с митохондриями, или митотическое деление. Эритроциты, производимые в костном мозге, регулируются действием эритропоэтина и составляют более 99% от общегоклеточного пространства крови у человека, занимают объем примерно от 25 до30 мл/кг, из которого 71% представляет собой водную фазу. В общем количествеоколо 760 г гемоглобина содержится в эритроцитах, что составляет приблизительно 10% от общего объема белков в организме взрослого человека.
В самомделе, основной функцией эритроцитов является прикрытие гемоглобина и защита его, так что он может выступать в качестве переносчика кислорода в течениедлительного периода. Приблизительный цикл жизни эритроцитов в организмездорового человека составляет 120 дней [55; 166; 208].Эритроциты (рис. 1.6) представляют собой гибкие двояковогнутые дискидиаметром клеток от 6 до 9 мкм и толщиной 2 мкм [2; 54; 159; 194]. Форма двояковогнутого диска с самой высокой поверхности к объему имеет важное значение для газообменной функции эритроцитов.
Площадь поверхности (SA) зрелого, двояковогнутого эритроцита составляет около 136 мкм2, объем ячейки 90 фл,но может набухать до объема сферы приблизительно 150 фл. Кроме того, этауникальная форма имеет высокую степень гибкости, необходимой для прохождения эритроцитов через капилляры диаметром 3-4 мкм без прохождения обширного ремоделирования. Мембраны эритроцитов выдерживают высокиенагрузки сдвига, быстрого удлинения и складывающиеся в микроциркуляции идеформации, когда эритроцит проходит через небольшие фенестрации селезенки[208].По морфологическим особенностям эритроциты можно классифицироватьпо форме [1]:А.
Типичные (85%): дискоциты (двояковогнутые);57Б. Атипичные: сфероциты (шаровидные), планоциты (плоские), эхиноциты(игольчатые), стоматоциты (куполообразные), серповидные.По размерам:1. Нормоциты (d = 7,5 мкм) – 75%; 2. Макроциты (d> 7,5 мкм) – 12,5%; 3. Микроциты (d <7,5 мкм) – 12,5%.а.б.Рис. 1.6. а. Вид человеческих клеток крови при рассмотрении через цветнойрастровый электронный микроскоп (SEM)Эритроциты (красные), лимфоцит (синий), нейтрофил (большая желтая клетка), макрофаг (зеленый) и тромбоцит (маленькие желтые клетки). Увеличение: X3300.б. Морфологические параметры эритроцитаМембраны эритроцитов имеют специализированную структуру, состоящую из плазматической мембраны основного состава, включающую липиды,белки и углеводы на основе модели жидкостной мозаики в дополнение к цитоскелету [14; 200].
Эта структура является необходимой для поддержания целостности эритроцитов при воздействии на высоких скоростях сдвига в обращении, атакже ретикулоэндотелиальной системы (РЭС).При уменьшении осмолярности в окружающих средах, эритроциты становятся чашеобразными (стоматоцит) и, наконец, сферическими (сферостоматоцит) [14; 55; 134; 198]. Этот вид набухания необходим для большинства методов,используемых для загрузки в эритроциты лекарственных веществ или другиххимических веществ [8; 55; 88; 143; 194]. Эритроцитарные мембраны 58динамические, полупроницаемые компоненты клетки, которые связаны с энергетическим обменом, поддерживают характеристики проницаемости клетки дляразличных катионов (Na+, K+) и анионов (Cl-, HCO3-).
Каждый эритроцит содержит около 280 миллионов молекул гемоглобина. Молекулы гемоглобина состоятиз белка, называемого глобином, состоящего из четырех полипептидных цепей.Кольцо, такое как небелковый пигмент, называемый гемом, связано с каждой изчетырех цепей. В центре кольца гема обратимо соединяются с одной молекулойкислорода, позволяя каждой молекуле гемоглобина связывать четыре молекулыкислорода. В состав эритроцита включаются: вода (63%), липиды (0,5), глюкоза(0,8%), минералы (0,7%), белки (0,9%), метгемоглобин (0,5%) и гемоглобин(33,67%) [183].Эритроциты имеют максимальный жизненный цикл до 120 дней, а в среднем 60 - 90 дней в круге кровообращения, в течение которого они путешествуютдлинный путь (250 км) по всей сердечно-сосудистой системе [14; 159; 197].
В результате постепенной инактивации метаболическим путем, эритроцит стареет,клеточная мембрана теряет свою природную целостность, гибкость и химический состав. Эти изменения, в свою очередь, наконец приводят к разрушениюэтих клеток при прохождении через трабекулары селезенки.Еще одним эффективным способом для разрушения в возрасте или ненормального эритроцита являются макрофаги из РЭС, включая макрофагов клетокпечени Купфера, альвеолярных макрофагов легких, моноцитов периферическойкрови и сосудистых эндотелиальных клеток. Хорошо известно, что старение иряд других факторов делают эритроциты узнаваемыми для деструкции к фагоцитирующим макрофагам с помощью изменения химического состава мембраныэритроцита, то есть фосфолипидного компонента [1] .1.5.2. Эритроциты как система доставки ЛСДоставка лекарств с помощью эритроцитов становится все более популярной областью с постепенным перемещением из лаборатории в клинику.
В последние годы было опубликовано несколько обзоров, которые хорошо иллю59стрируют события и различные области применения эритроцитарных систем [85;104; 149]. С позиции экстракорпоральной фармакотерапии, направленныйтранспорт лекарств эритроцитами представляется собой наиболее перспективный способ использования самых многочисленных клеток крови - эритроцитов, сцелым рядом желательных морфологических и физиологических характеристик.Эритроциты могут быть использованы в качестве носителей в двух направлениях [148; 200; 204]:Для таргетинга используется только мембрана эритроцитов. Их получают пу-тем разрушеия цитоплазмы клетки гипотоническим раствором, и после введенияпрепарата в клетку, восстановливают форму эритроцитов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
