Наука в Сибири

от 14.11.2018 г.

Оригинал статьи


Нейлон может стать носителем лекарств

Капрон, он же нейлон-6, хорошо известен как материал для потребительских товаров и в этом качестве используется нами буквально каждый день. Молодые сибирские ученые пробуют найти ему применение в медицине.

Лаборантка Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и магистрантка кафедры биотехнологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета Екатерина Николаевна Бобрикова работает над получением на основе нейлона-6 новых материалов с регулируемым высвобождением биологически активных соединений. Регулируемое высвобождение — не что иное, как пролонгированное действие лекарственных препаратов, в частности противораковых, и, при успешной реализации проекта, их направленная доставка.



«Препарат химиотерапии “Доксорубицин” (один из антрациклиновых антибиотиков, известный с конца 1960-х годов. — Прим. ред.) используется по всему миру, он эффективен, но весьма токсичен, — рассказала Екатерина Бобрикова. — К тому же примерно 80 % этого лекарства выходит из организма в неизменном виде, то есть минуя объект воздействия — клетки злокачественной природы. Для доксорубицина сегодня существуют системы доставки, в том числе и коммерциализированные: например, на основе липосом. Они повышают срок присутствия препарата в теле человека, но не увеличивают целенаправленность».

«Направленная доставка лекарственных препаратов — актуальная задача научных исследований по всему миру, — прокомментировала научный руководитель Екатерины Бобриковой кандидат химических наук Елена Владимировна Дмитриенко из ИХБФМ СО РАН. — Одним из возможных способов ее решения является конструирование сложных систем, представляющих собой “умный контейнер”, который способен транспортировать препарат и высвобождать лекарственное средство только при достижении мишени». Использование таких систем способно обеспечить контролируемое высвобождение, пролонгированное действие, а также адресность доставки за счет введения в конструкцию специфичных лигандов, обеспечивающих нацеленность на мишень. В качестве основы “умных контейнеров” могут быть использованы наноструктурированные материалы: нанокапсулы, наногели, наночастицы и нанотрубки. «На сегодняшнем этапе работы мы исследуем наноконструкции на основе нейлона-6 и его композитов, однако важен, скорее, разрабатываемый нами подход к созданию “умных контейнеров”. Работы действительно впереди еще очень много. В настоящее время мы подали проектную заявку на развитие данного исследования, очень надеемся, что еe поддержат», — отметила Елена Дмитриенко.

«Из всех органических материалов капрон был выбран по нескольким критериям, — пояснила Екатерина Бобрикова. — Он нетоксичен, потенциально биоразлагаем, очень легок в синтезе и хорошо поглощается живыми клетками. К нейлону-6 можно “пришить” функционализирующие группы, например фолиевую кислоту, чтобы весь комплекс был специфичен к фолатному рецептору, или олигонуклеотиды, способные обеспечивать таргетную доставку».

Частицы нейлона, получаемые простым синтезом, сейчас слишком велики для внутривенного использования, поэтому ученые создали композитный носитель на капроновой основе, с добавлением Fe₃O₄. «Для наших целей мы исследуем композитные наночастицы с магнитными свойствами, а также нанокапсулы, полученные из них путем растворения несущей магнитной основы», — объяснила Е. Бобрикова. Биологи провели эксперименты по установлению цитотоксичности полученных наноструктур, а также эффективности загрузки частиц терапевтическим агентом и его последующему дозированному высвобождению в различных условиях. Стало понятно, что лекарственный препарат эффективнее высвобождается из состава носителя на основе нейлона-6 при более низких рН раствора, следовательно, высвобождение будет преимущественно происходить в кислых отделах клетки, таких как эндосомы, а не во внеклеточном пространстве.

На сегодняшний день показано отсутствие токсичности носителей на основе нейлона-6 на живых клетках и лабораторных животных. Эксперименты по таргетной доставке пока не проводились — это следующий этап работы. «Она ведется только второй год — в первый мы занимались частицами чистого капрона, теперь перешли к композитам», — уточнила Екатерина Бобрикова.

Прежде чем испытывать новый носитель на таргетность доставки противораковых препаратов на крысах и мышах, нужно еще немало потрудиться над средством такой доставки: добиться стабильного и единообразного размера частиц, научиться предотвращать их слипание и так далее. «Работа с композитами идет только третий месяц, хотя и довольно интенсивно, многое у нас еще впереди», — убеждена Екатерина Бобрикова. Она отметила, что капрон в композициях для таргетной доставки очень перспективен, но практически не изучен. В научной литературе на сегодня не обнаружено данных о том, что кто-либо пробовал использовать нейлон-6 в качестве носителя лекарственного соединения.

Андрей Соболевский

Фото Александры Федосеевой