Было найдено, что с высокой эффективностью внутриклеточное поглощение клетками HeLa липидной мембраны со встроенным фуллереном C₆₀ (ЛМВС₆₀) с положительно заряженной поверхностью приводит к смерти клетки при воздействии видимого света.

В последнее время липосомы представляют большой интерес как материалы для систем доставки лекарств, например, для фотодинамической и генной терапии. Преимущества использования липосом состоят в отсутствии иммунных или воспалительных реакций, низкой себестоимости и простоте крупномасштабного изготовления. Кроме того, так как большинство фоточувствительных лекарств (ФЛ) гидрофобны, например, производные порфирина, липосомы выступают как растворитель для ФЛ. Хотя большинство ФЛ, проходящих клинические испытания по фотодинамической терапии (ФДТ), — порфирины или молекулы на основе порфирина, комбинация поглощения видимого света фуллеренами и формированием долговечного триплетного состояния позволяет фуллеренам выступать как ФЛ.

Авторы использовали фуллерен С₆₀, встроенный в жировую мембрану, как ФЛ по трем причинам:

1. немодифицированный фуллерен С₆₀ в пузырьке может генерировать ¹O₂ переносом энергии или переносом электрона с радикал-аниона C₆₀;
2. пузырьки с положительно заряженной, отрицательно заряженной, неионной и цвиттер-ионной поверхностью могут быть приготовлены выбором различных липидов, таких как фосфолипиды, аминолипиды и гликолипиды, при изготовлении переносчика лекарства;
3. образование больших пузырьков перспективно для усовершенствованных эффектов пропускания и задержки.

Недавно авторы сообщали, что различные типы ЛМВС₆₀ с высокими концентрациями C₆₀ приготавливаются за несколько часов, используя метод обмена C₆₀ с γ- циклодекстрином (γ ЦД). Кроме того, этот метод можно рассмотреть как создание гомогенной системы, которая не требует отделять встроенный и нерастворимый C₆₀ с помощью гелеевой эксклюзионной хроматографии, потому что все молекулы фуллеренов переходят в липидную мембрану. Фотоактивность ЛМВС₆₀ по отношению к ДНК зависит от поверхностного заряда этих пузырьков. В частности, фотоактивность положительно заряженных ЛМВС₆₀ существенно выше, чем для комплекса C₆₀ с γ ЦД. В данном исследовании, оценивались биологические действия различных типов ЛМВС₆₀ под воздействием излучения видимого спектра.

Все липосомы были приготовлены с помощью обработки ультразвуком водной дисперсии димиристоилфосфатдихолин (1), чистого и катионного липида (2) или анионного липида (3) в молярном соотношении 9:1 в манжетном генераторе ультразвука мощностью 50 Вт в течении 1 ч.. Все ЛМВС₆₀ готовились, используя обменную реакцию между липосомами и комплексом C₆₀ и γ ЦД при 80 С в течение 1 ч, как описано в предыдущей работе [A. Ikeda, T. Sato, K. Kitamura, K. Nishiguchi, Y. Sasaki, J. Kikuchi, T. Ogawa, K. Yogo and T. Takeya, Org. Biomol. Chem., 2005, 3, 2907 http://xlink.rsc.org/?…]. Распределение диаметров липосом было исследовано методом динамического рассеяния света. Конечны концентрации всех компонентов липосом определялись по спектру ПМР. Внутриклеточное поглощение ЛМВС₆₀ клетками HeLa измерялось флюоресцентной микроскопией на длине волны эмиссии флюорохрома.

Рис. 1 Сравнение фаз (a-c) и изображений флюоресценции (d-f) в ЛМ со встроенным фуллереном в клетках HeLa. (a) и (d): липиды 1 + 2, (b) и (e): липиды 1, ( c ) и (f): липиды 1 + 3.

Рис. 2 Фотоповреждение от ЛМВС₆₀ в клетках HeLa. Клетки освещались (350–500 нм) в течение 2 ч с мощностью 19 мВт/см² и исследовались с помощью микроскопии: по методу фазового контраста (a-c), пропидия йодидом (d–f) и Hoechst 33342 (g–i). Для (a), (d) and (g) липиды 1 + 2. Для (b), (e) и (h): липид 1. Для ( c ), (f) и (i) липиды 1 + 3.

Рис. 3 Отношение клеток HeLa, окрашенные пропидием йодидом (PI), до и после облучения 19 мВт/см² в течении 2 ч при 35°C

Результаты этого исследования показывают, что ЛМВС₆₀ с липидами 1 + 2 с положительно заряженной поверхностью показывают низкую токсичность в темноте, но приводят к смерти клетки фотооблучением. Кроме того, по мнению авторов, они впервые продемонстрировали смерть клетки, вызванную облучением неизмененного C₆₀.

Автор: Дмитрий Лещев