Пористые наночастицы помогут эффективнее доставлять лекарства длительного действия — Naked Science
9 минут
РНФ

Пористые наночастицы помогут эффективнее доставлять лекарства длительного действия

4.5

Российские химики получили наноконтейнеры для лекарств из металлоорганического материала на основе циркония и терефталевой кислоты. Они могут долго удерживать препарат благодаря оптимальному размеру и пористости, а также нетоксичны. Свою разработку исследователи успешно протестировали на культуре клеток с применением лейцина — аминокислоты, которая не синтезируется в клетках животных и должна поступать извне.

Пористые наночастицы помогут эффективнее доставлять лекарства длительного действия / ©Getty images

Результаты работы, поддержанной Президентской программой Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Inorganic Chemistry. «Наши результаты могут быть использованы для создания лекарственных средств пролонгированного действия. Например, это нужно для препаратов, которые блокируют рост опухоли. Если концентрация вещества высока только после введения, а затем падает, раковые клетки могут продолжать делиться.

Препарат, помещенный в пористые носители, высвобождается в организме порциями в течение длительного времени. Это может повысить его биодоступность и усилить терапевтический эффект», — комментирует руководитель проекта Вера Бутова, кандидат химических наук, заведующая научной лабораторией функциональных наноматериалов Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета (Ростов-на-Дону).

Чтобы эффективно доставлять лекарства, наночастица должна обладать рядом уникальных свойств: быть стабильной внутри организма, иметь определенный размер и много пор. При этом желательно, чтобы размер пор можно было изменять при синтезе, так как от него зависит длительность удерживания лекарства. Наночастицы на основе металлорганических материалов имеют все перечисленные свойства.

Во-первых, они термостойкие и не разрушаются в большинстве растворителей — устойчивость к экстремальным условиям обеспечит стабильность и внутри организма пациента. Во-вторых, размер таких частиц и пористость можно контролировать при синтезе путем добавления нужного количества молекулы-модулятора, например бензойной кислоты. Модулятор замедляет рост кристаллов полимера и увеличивает доступность пор.

В своем исследовании ученые разработали метод получения пористых наночастиц. Они подобрали соотношения солей металла циркония и различных кислот так, чтобы наночастицы на их основе получились оптимального размера 30-60 нанометров и при этом с высокой пористостью. Такой размер необходим для эффективной доставки лекарств в организме, тогда как пористость важна для эффективного удержания вещества и медленного его высвобождения.

Дело в том, что чем больше пор, тем больше площадь поверхности для взаимодействия с препаратом и тем дольше отдельная молекула может «путешествовать» по этим порам. При этом ученые отмечают, что такие наноконтейнеры не токсичны для клеток: добавление в среду полученных частиц и выдерживание с ними 24 часа не повлияло на дальнейший рост культуры клеток.

Химики отработали методику загрузки наноконтейнеров на примере лейцина — незаменимой аминокислоты, использующейся в виде пищевой добавки в спорте. Эта аминокислота имеет две метильные группы –CH3, которые часто встречаются и в различных лекарственных препаратах. Ученые использовали комплекс современных физико-химических методов и компьютерное моделирование, чтобы определить механизм взаимодействия аминокислоты с носителем.

Методом инфракрасной спектроскопии, которая определяет частоты колебаний, в том числе и колебаний метильных групп, они показали, что за удержание лейцина в порах капсулы отвечают именно –CH3. Связывание происходит из-за гидрофобного взаимодействия метильных групп аминокислоты и бензольных колец металлорганического каркаса. Благодаря такому механизму контейнер сможет удерживать не только лейцин, но и иные молекулы.

«Для загрузки в пористые контейнеры будут использованы и другие препараты. Данные, полученные из работы с лейцином, помогут предсказать вероятный путь их взаимодействия с каркасом. В настоящий момент на клетках уже проведено исследование возможности доставки доксорубицина — противоопухолевого антибиотика. Кроме того, сейчас мы обсуждаем совместное исследование с ростовским онкоинститутом о возможности доставки противоопухолевых препаратов разработанными пористыми контейнерами, — поясняет Вера Бутова.

— Следующим этапом исследования будет создание композитных средств доставки лекарств, сочетающих пористые полимеры с магнитными частицами. Так можно будет накапливать контейнеры в нужных областях организма, воздействуя на них постоянным магнитным полем, а затем высвобождать лекарство при местном нагревании наночастиц в переменном магнитном поле».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
12 июня
58 минут
Николай Цыгикало

Грохот уходящих в космос ракет, гигантские столбы огня, колоссальная сила, превосходящая силу тяжести. Форсажный рев боевых самолетов. Самое громкое и мощное силовое устройство человека. Все это — канал особой формы и особых свойств, радикально изменивший человечество. В чем его суть и как происходит трудное рождение сверхзвука — читайте в нашем материале.

12 июня
9 минут
Василий Парфенов

Российские эпидемиологи считают, что в столице могла появиться своя разновидность вируса SARS-CoV-2. Кроме того, по мнению специалистов Центра имени Гамалеи, сейчас важным является индийский штамм коронавируса. По отношению к нему активность сывороток у вакцинированных и переболевших Covid-19 снижена в 2-3 раза.

11 часов назад
5 минут
Мария Азарова

Спустя месяц подготовительных работ сотрудники Exploration Ground Systems Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США соединили основную ступень ракеты Space Launch System с двумя ускорителями.

12 июня
58 минут
Николай Цыгикало

Грохот уходящих в космос ракет, гигантские столбы огня, колоссальная сила, превосходящая силу тяжести. Форсажный рев боевых самолетов. Самое громкое и мощное силовое устройство человека. Все это — канал особой формы и особых свойств, радикально изменивший человечество. В чем его суть и как происходит трудное рождение сверхзвука — читайте в нашем материале.

12 июня
9 минут
Василий Парфенов

Российские эпидемиологи считают, что в столице могла появиться своя разновидность вируса SARS-CoV-2. Кроме того, по мнению специалистов Центра имени Гамалеи, сейчас важным является индийский штамм коронавируса. По отношению к нему активность сывороток у вакцинированных и переболевших Covid-19 снижена в 2-3 раза.

12 июня
3 минуты
Мария Азарова

56-летний дайвер из штата Массачусетс пережил уникальный опыт: он охотился на омаров и оказался проглоченным горбатым китом.

24 мая
23 минуты
Ольга Иванова

«Сексуальную революцию совершили задние сиденья автомобилей», – заявил в свое время американский общественный деятель Джерри Рубин. И ошибся. Раскрепощение нравов происходило задолго до появления машин, причем много раз. Оно напоминает движение маятника. Как и почему вершились «секшал революшнс» и стоим ли мы на пороге нового витка сексуальности или же нас ждет ужесточение морали? Об этом – в нашем материале.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

27 мая
51 минута
Александр Березин

Хотя в прессе много пишут об исключительно редких «побочках» от вакцин, практика показывает, что бояться надо совсем другого. Самым страшным врагом привитого остается... коронавирус. Даже после вакцин Pfizer или Moderna от него иногда умирают — и подобных случаев уже сотни. Разумеется, среди непривитых таких на порядки больше, но погибшим и членам их семей от этого не легче. Еще хуже то, что две из трех российских вакцин, похоже, защищают от ковида намного слабее Pfizer и Moderna. Это довольно странно с учетом того, что третий российский препарат в этом плане не уступает западным аналогам. Почему российские власти финансируют миллионные тиражи слабой вакцины, имея в распоряжении вполне полноценную?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: