В основе платформы для доставки препарата, направленного на лечение опасных заболеваний сердца, лежат наночастицы легко доступных соединений – магнетита и кремнезема.
12.07.2022
Сегодня одной из наиболее перспективных альтернатив для обычной фармакологической терапии опасных заболеваний, таких как рак или инфаркт миокарда, является адресная доставка лекарств и средств диагностики или тераностика. Данный подход обеспечивает транспортировку препаратов в заданную область организма, отдельного органа и даже клетки при помощи биотехнологических продуктов, например, наноразмерных капсул и частиц.
При этом благодаря относительно высокой точности тераностика позволяет количественно уменьшить дозу лекарств, необходимых для лечения, а в случае применения токсичных препаратов – снизить общую нагрузку на организм. Однако пока уровень развития технологий не позволяет внедрить этот метод в широкую медицинскую практику. Поэтому сейчас профильные научные коллективы в разных странах ведут разработки различных видов тераностических платформ.
«В нашем исследовании были получены многослойные наночастицы для диагностики и адресной доставки препаратов при инфаркте миокарда. В качестве лекарства мы использовали известное фармакологическое соединение – квинакрин, у которого недавно ученые обнаружили кардиопротекторные свойства. Доклинические испытания платформы проводились на грызунах».
Многослойные наночастицы размером не более 200 нанометров были синтезированы на основе двух видов соединений: кремнезема (SiO2) и магнетита (Fe2O3), которые были получены золь-гель методом. Модификация наночастиц производилась в колбе (при температуре 80 градусов) путем последовательного нанесения четырех слоев: органической молекулы (спейсера), на которую «прикрепили» квинакрин. Затем кардиопротектор покрыли еще одним слоем спейсера, на котором разместили зеленый флуорофор и коллоидные квантовые точки – эти соединения используются в качестве маркера для визуального детектирования наночастиц.
После этого ученые приступили к проведению экспериментов. Для начала грызунам с инфарктом миокарда внутривенно ввели наночастицы в виде водной суспензии. Благодаря тому, что здоровая и поврежденная сердечная ткань имеют различные параметры проницаемости, то со временем наночастицы постепенно стали застревать и концентрироваться в области инфаркта.
При помощи флуоресцентного томографа исследователям удалось «подсветить» место скопления частиц и тем самым локализовать инфаркт миокарда. Причем ученые смогли выявить наночастицы входе экспериментов в пробирке, а также в сердечной мышце грызуна и во всем организме в целом. После диагностики в течение нескольких дней оболочки наночастиц, состоящие из органического спейсера, растворялись, и кардиопротектор начинал действовать. Результаты исследования опубликованы в научном журнале International Journal of Molecular Sciences.
«Наши опыты показали позитивный эффект от применения данной тераностической платформы для лечения такого тяжелого и массового заболевания, как инфаркт миокарда – мы зафиксировали уменьшение его размера и снижение анатомической зоны риска у грызунов», – рассказывает заведующий НИЛ нанотехнологий ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Дмитрий Владимирович Королев.
Ученые планируют экспериментально сравнить эффективность полученных наночастиц с аналогами, которые разрабатывают ведущие научные группы в США и Китае. В коллектив авторов вошли сотрудники НИЛ нанотехнологий ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» – доцент Виктор Николаевич Постнов, младший научный сотрудник Галина Анатольевна Шульмейстер, член-корреспондент РАН, профессор, Михаил Михайлович Галагудза и другие.
Работа исследователей направлена на разработку тераностической платформы, которая в будущем может стать достаточно технологичной для внедрения в массовое производство. Проект выполнен в рамках госзадания Минобрнауки РФ.
Разработка соответствует научно-исследовательской политике университета в рамках программы развития Приоритет 2030.
