ИСТИНА

Синтетические полимеры с катионными группами сегодня широко используются в медицине и биологии как эффективные неприродные иммуностимуляторы, а также как ДНК-содержащие конструкции для генной терапии. Они также демонстрируют антимикробную и противовирусную активности. Сильный и постоянно растущий интерес к применению катионных полимеров в биомедицинских приложениях стимулирует исследование их поведения в биологических средах, и, в особенности, их взаимодействия с клетками. С этой целью используют как сами клетки, так и объекты, их имитирующие, такие как сферические бислойные везикулы, состоящие из молекул липидов (липосомы). Было показано, что адсорбция поликатионов на поверхности клетки и липосомальной мембраны может сопровождаться включением поликатиона в мембрану, латеральной сегрегацией липидов, ускорением миграции молекул липидов между листами мембраны (флип-флоп), увеличением проницаемости мембраны по отношению к малым ионам и органическим молекулам, а также к слиянию и разрушению мембран. В первой части работы исследовали взаимодействие малых моноламеллярных липосом из электронейтрального яичного фосфатидилхолина (ФХ) и отрицательно заряженного кардиолипина (КЛ) (КЛ/ФХ=0.1) с поли-N-метил-2-винилпиридиний метилсульфатом (ПМВП) различных степеней полимеризации (40, 270, 440). Было показано, что длина поликатиона оказывает существенное влияние на взаимодействие поликатиона с мембраной. Так, короткий поликатион взаимодействует только с молекулами КЛ, расположенными во внешнем слое мембраны, в то время как длинный ПМВП вызывает флип-флоп КЛ из внутреннего слоя мембраны во внешний, взаимодействуя таким образом со всеми молекулами отрицательно заряженного липида. Далее, на основе ПМВП степени полимеризации 40 были получены блок-сополимеры ПМВП с этиленоксидом разных степеней полимеризации: 45, 210, 450. Было установлено, что взаимодействие блок-сополимеров с КЛ/ФХ липосомами носит электростатический характер и является обратимым: комплекс разрушается при добавлении раствора NaCl. При взаимодействии блок-сополимеров с липосомами целостность липидной мембраны не нарушается. Состав комплексов в точке нейтрализации поверхностного заряда свидетельствует о том, что блок-сополимеры, вне зависимости от длины фрагмента ПЭО, взаимодействуют только с КЛ во внешнем слое мембраны. С помощью метода дифференциальной сканирующей калориметрии было установлено, что все исследованные полимеры вызывают сегрегацию отрицательно заряженных молекул КЛ. Однако размер образуемых кластеров зависит от степени полимеризации ПЭО. Максимальная сегрегация наблюдается для блок-сополимера ПМВП40-ПЭО45, в котором длины блоков сопоставимы. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №14-03-91338.