Пористые наночастицы помогут эффективнее доставлять лекарства длительного действия
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.
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».
Telegram 
Дзен 
VK Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно