Связывание белков крови с углеродными нанотрубками снижает цитотоксичность

Учитывая широкий потенциальный спектр применения наночастиц, таких как углеродные нанотрубки, в биомедицине и растущую обеспокоенность по поводу нанотоксичности этих искусственно созданных наночастиц, невозможно переоценить важность взаимодействий наночастиц с белками. В данном исследовании с использованием экспериментальных и теоретических подходов, включая изображения, полученные методом атомно-силовой микроскопии, флуоресцентную спектроскопию, круговой дихроизм (CD), электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE) и моделирование методом молекулярной динамики, изучены взаимодействия одностенных углеродных нанотрубок (SWCNTs) с белками сыворотки крови человека. Обнаружено конкурентное связывание этих белков, характеризующееся различной адсорбционной способностью и способами упаковки. π–π-стэкинговые взаимодействия между SWCNTs и ароматическими остатками (Trp, Phe и Tyr) играют ключевую роль в определении их адсорбционной способности. Дополнительные тесты на клеточную цитотоксичность с использованием клеточной линии острого монобластного лейкоза человека и эндотелиальных клеток пупочной вены человека показали, что конкурентное связывание белков крови с поверхностью SWCNTs может существенно изменять пути их взаимодействия с клетками и приводить к значительному снижению цитотоксичности этих SWCNTs, покрытых белками, в зависимости от их соответствующей адсорбционной способности. Полученные результаты способствуют разработке безопасных наноматериалов на основе углеродных нанотрубок посредством всестороннего учета их взаимодействий с белками сыворотки крови человека.