Электропорация (общие сведения, метод, термин, применение)
Общие сведения, терминология
Электропорация (electr- + pore + -ation) - это метод создания пор (сквозных отверстий) в бислойной липидной мембране под действием электрического поля. В зависимости от параметров импульсного электрического поля электропорация может по-разному влиять на мембрану клетки, или временно изменяя ее проницаемость, или разрушая ее целостность, поэтому может быть обратной или необратимой.
При обратной электропорации мембрана клетки способна затягивать (репарировать) электропоры, образовавшиеся в течение некоторого времени после того, как была прекращена подача импульсов.
Поры в клеточных мембранах обнаружены с помощью электронной микроскопии. Средний диаметр поры составляет около 0,5 нм. Процесс репарации длится от нескольких секунд до нескольких минут. При необратимой электропорации мембраны не репарируют, и клетка лизируется. Увеличение проницаемости мембран при обратной электропорации активирует потоки переноса веществ в межклеточное пространство и внутрь клеток. Это создает возможности для переноса различных молекул внутрь клеток, в частности макромолекул, размер которых превышает диаметр пор, например ДНК. Явление обратной электропорации положено в основу разработки нового метода трансдермального переноса и доставки лекарственного препарата в дерму и подкожную клетчатку (косметология, дерматология).
Данная методика применяется для ввода эластина, коллагена, гиалуроновой кислоты, витаминов и аминокислот, меланина, цинка, магния и т.д. Явление необратимой электропорации положен в основу методики точечного разрушения опухолевых клеток.
Литература
- Биофизика: учеб. / В.Ф. Антонов, А. М. Черныш, В.И. Пасечник и др. - М., 2000;
- Chang D.C., Reese T.S. Changes in membrane structure induced by electroporation as revealed by rapid-freezing electron microscopy // Biophys J. - 1990. - Vol. 58;
- Gothelf A., Gehl J. Gene electrotransfer to skin; review of existing literature and clinical perspectives // Curr Gene Ther. - 2010. - Vol. 10, Kalluri H., Banga A.K. Transdermal delivery of proteins // AAPS PharmSciTech. - 2011. - Vol. 12. - № 1;
- Pakhomov A.G., Miklavcic D., Markov M.S. Advanced Electroporation Techniques in Biology and Medicine. - NY., 2010;
- Pegoraro C., MacNeil S., Battaglia G. Transdermal drug delivery: from micro to nano // Nanoscale. - 2012. - Vol. 4. - № 6;
- Weaver J.C., Chizmadzhev Y. Theory of electroporation: A review // Bioelectroch Bioener. - 1996. - Vol. 41.