Индивидуализм в микромире: почему одинаковые наноконтейнеры с лекарствами работают как попало

Современная медицина возлагает огромные надежды на точечную доставку препаратов. Идея звучит красиво: мы берем микроскопический контейнер, пакуем туда «полезную нагрузку» и отправляем его точно в цель, минимизируя вред для всего организма. Но на практике все оказывается гораздо хаотичнее, чем рисуют на презентациях фармацевтических компаний.

До сих пор ученые оценивали работу наносистем преимущественно по усредненным показателям. Если вы берете миллион частиц и видите, что через сутки высвободилось 20% лекарства, вы делаете логический вывод, что система работает стабильно. Однако команда из Института материаловедения Барселоны (ICMAB-CSIC) совместно с коллегами из Пармы и Каталонии решила заглянуть глубже. Оказалось, что за идеальным графиком скрывается настоящая анархия.

Для эксперимента ученые выбрали наночастицы на основе биоразлагаемого полимера PLGA (поли-лакто-ко-гликолевая кислота). Это золотой стандарт в разработке современных систем доставки лекарств. Внутрь поместили альбумин — белок, который играл роль модельного препарата. Чтобы увидеть, что происходит на самом деле, использовали метод сверхвысокой разрешающей способности dSTORM. Он позволяет следить за отдельными флуоресцентными молекулами с ювелирной точностью, фактически превращая размытую точку в четкую карту поведения каждой частицы.

Исследование длилось 30 дней, в течение которых ученые буквально «вели» каждую частицу. Результаты оказались неутешительными для приверженцев стандартизации: в одной и той же партии наноконтейнеры вели себя совершенно по-разному. Одни «выбрасывали» значительную часть содержимого уже в первые дни, другие делали это постепенно, а третьи вообще удерживали белок значительно дольше расчетного времени.

Причина кроется в физических