Роль поверхностного заряда в клеточном поглощении и цитотоксичности медицинских наночастиц

Многие типы наночастиц (НЧ) исследуются для применения в медицинских препаратах, особенно в визуализации, а также для доставки генов и лекарственных средств. Для этих применений клеточное поглощение обычно является необходимым условием и, помимо размера, определяется такими характеристиками поверхности, как гидрофобность и заряд. Хотя положительный заряд, по-видимому, повышает эффективность визуализации, переноса генов и доставки лекарственных средств, сообщалось о более высокой цитотоксичности таких конструкций. В настоящем обзоре обобщены данные о роли поверхностного заряда в цитотоксичности в целом, воздействии на специфические клеточные мишени, механизмах токсического действия, клеточном поглощении и внутриклеточной локализации НЧ. Рассмотрены влияние сыворотки и различия между типами клеток. Катионные НЧ вызывают более выраженное нарушение целостности плазматической мембраны, более сильное повреждение митохондрий и лизосом, а также большее количество аутофагосом по сравнению с анионными НЧ. В целом неп фагоцитирующие клетки поглощают катионные НЧ в большей степени, однако плотность заряда и гидрофобность имеют столь же важное значение; фагоцитирующие клетки преимущественно поглощают анионные НЧ. Клетки не используют разные пути поглощения катионных и анионных НЧ, однако высокие показатели поглощения обычно связаны с более выраженными биологическими эффектами. Различия в предпочтениях фагоцитирующих и неп фагоцитирующих клеток при поглощении катионных и анионных НЧ могут влиять на эффективность и селективность НЧ при доставке лекарственных средств и визуализации.