доктор биологических наук, профессор, академик РАН
кандидат биологических наук
кандидат химических наук
The prospect of developing transport systems using histones for delivery of therapeutic agents possessing poor penetration characteristics through cellular membranes and tissue barriers has been investigated. A review of the literary, as well as proper data, are presented concerning of mucoadhesive protein therapeutic agents. Delivery systems have been designed to obtain entrapment of protein therapeutic agents into nanoshperes during nanosphere preparation from dextran. Such mucoadhesive delivery systems containing histones immobilized on nanospheres for site-specific delivery of protein therapeutic agents to target (organ or tissue) for intranasal delivery. An increase in the mucoadhesive properties of dextran nanospheres with diameter of100-200nm coated by histones is due to electrostatic interaction of positively charged histones with negatively charged mucins of sialic acid, which leads to the formation of mucus layer and nanospheres associations over a long period of time. Moreover, the release of protein during nanospheres resorption can occur in mucus layer due to the fact that the protein will be absorbed paracellular or transcellular in the underlying epithelium of the mucous membrane. Further protein intake can be carried out along the olfactory epithelial route by means of axoplasmic transport along of olfactory neurons into the olfactory bulbs and from them using neuronal pathways in central nervous system. Histones immobilized on nanospheres can also be used to modify surfaces intended for cell cultivation. They can be applied as components to three-dimensional pore matrices that are designed for producing tissue-like structures in vitro.
В обзоре рассмотрены перспективы создания транспортных систем на основе гистонов для доставки терапевтических агентов, которые самостоятельно не проходят через клеточные мембраны и тканевые барьеры. Суммированы представленные в литературе и собственные данные, касающиеся мукоадгезивной системы доставки белковых терапевтических агентов, включенных в состав наносфер, в процессе их получения на основе декстрана. Подобные мукоадгезивные системы, содержащие гистоны, иммобилизованные на поверхности таких резорбируемых наносфер, могут быть использованы для сайт-специфической доставки включенного белка к мишеням (органу или ткани) при интраназальном введении. Повышение мукоадгезивных свойств декстрановых наносфер диаметром 100-200 нм, покрытых гистонами, происходит за счет электростатического взаимодействия положительно заряженных гистонов с отрицательно заряженной сиаловой кислотой муцинов, которые присутствуют в слизистом слое обонятельной слизистой оболочки, что приводит к ассоциации наносфер со слизистым слоем в течение продолжительного периода. Высвобождение белка при резорбции наносфер может происходить в слизистом слое, из которого белок будет абсорбироваться параклеточно или трансклеточно в подлежащий эпителий слизистой оболочки. Дальнейшее поступление белка может осуществляться по обонятельному эпителиальному маршруту с помощью аксоплазматического транспорта по волокнам обонятельных нейронов в обонятельные луковицы, а из них - с помощью нейрональных проводящих путей в центральную нервную систему. Гистоны, иммобилизованные на микросферах, также могут быть использованы для модификации поверхностей, предназначенных для культивирования клеток, способствуя адгезии, пролиферации и формированию сети клеточных структур за счет одновременного взаимодействия клеток с несколькими микросферами. Они могут применяться в качестве компонентов при создании трехмерных пористых матриц, предназначенных для формирования в них тканеподобных клеточных структур in vitro.