Новая матмодель поможет узнать динамику наночастиц в живых клетках

Физики и математики из Уральского федерального университета (УрФУ) впервые создали сложную математическую модель, с помощью которой можно рассчитывать распределение наночастиц и вирусов в живых клетках. Исследование проводилось согласно целям и задачам нацпроекта «Наука и университеты», сообщили в пресс-службе учебного заведения.

В работе также принимали участие специалисты Манчестерского университета. Благодаря новой матмодели ученые выяснили, как сливаются в единую частицу наночастицы внутри клеток, которые отвечают за сортировку и транспорт белков и липидов.

«Процессы в клетках крайне сложные, но если говорить упрощенно, то вирусы используют различные варианты для размножения. Некоторые доставляют генетический материал непосредственно в цитоплазму. Другие используют эндоцитозный путь: доставляют вирусный геном, высвобождаясь из эндосом. Если вирусы задерживаются в эндосомах, то там повышается кислотность, и они гибнут в лизосомах. Так вот, наша модель позволила выяснить, во-первых, когда и какие вирусы «сбегают» из эндосом, чтобы выжить. Во-вторых, мы выяснили, что вирусам легче выживать в эндосомах в процессе кластеризации, когда две частицы сливаются и стремятся образовать единую частицу», — прокомментировал результаты исследования руководитель лаборатории многомасштабного математического моделирования УрФУ Дмитрий Александров.

Эти расчеты будут полезны в медицинских целях, так как, с одной стороны, они показывают, как ведут себя вирусы, когда попадают в клетки и стремятся реплицировать. А с другой стороны, модель позволяет точно рассчитать необходимое количество препарата для терапии, чтобы лечение было максимально эффективным и с минимальными побочными эффектами.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.