Изображение: Раковая клетка
Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), работая в составе международного научного коллектива, достигли значительного прорыва в повышении эффективности целевой доставки противораковых препаратов. Им удалось разработать метод, позволяющий наночастицам с лекарством точечно высвобождать активное вещество в опухолевых клетках, минимизируя воздействие на здоровые ткани. Это стало возможным благодаря покрытию наночастиц особой смесью веществ, составляющих около трети головного мозга. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Journal of Controlled Release.
Проблема побочных эффектов химиотерапии
Общеизвестно, что традиционная химиотерапия часто сопряжена с тяжелыми побочными эффектами, такими как выпадение волос, тошнота, рвота и общая утомляемость. Эти нежелательные явления возникают из-за того, что токсичные препараты, циркулирующие в кровотоке, поражают не только злокачественные образования, но и здоровые клетки организма.
Сергей Шипиловских, ведущий научный сотрудник и доцент Высшей школы биомедицинских систем и технологий СПбПУ, отмечает, что неспецифическое распределение лекарственных средств в теле пациента существенно снижает общую эффективность лечения. Лишь незначительная часть введенного препарата достигает своей основной цели – опухоли. Для решения этой критически важной задачи ученые предложили использовать наноносители – микроскопические «контейнеры», способные надежно ограждать действующее вещество от внешней среды и обеспечивать его направленную доставку.
Инновационный подход с использованием наноносителей
Совместные исследования ученых СПбПУ и коллег из ИТМО показали, что нанесение на поверхность наночастиц специальной смеси биологических веществ позволяет значительно снизить их «узнаваемость» для здоровых клеток. Этот механизм открывает возможность для прикрепления к «контейнерам» специфических меток, которые будут распознаваться исключительно раковыми клетками, обеспечивая тем самым высокую точность доставки лекарства непосредственно к целевому участку.
Сергей Шипиловских уточнил: «Согласно нашим результатам, около 80 процентов действующего вещества высвобождается из наноконтейнера, состоящего из диоксида кремния и покрытого липидной оболочкой из лецитина, именно в раковых клетках. При этом эффект пролонгирован: лекарство не сразу высвобождается полностью, а постепенно, осуществляя накопительный эффект в опухолевом пространстве». В качестве покрытия наноконтейнеров ученые использовали лецитин – сложную смесь природных жиров, жирных кислот и других компонентов. Поскольку лецитин составляет до 30% человеческого головного мозга, применение таких наночастиц обеспечивает высокую биосовместимость и исключает риск отторжения или нежелательной иммунной реакции организма.
«Использование действующего вещества в наночастицах, а не в свободном виде, еще выгодно с точки зрения условий хранения. Наноконтейнер защищает лекарственный препарат от атмосферного кислорода, света и других воздействий, которые могут его повредить», — прокомментировал Сергей Шипиловских.
Перспективы и дальнейшие исследования
По мнению исследователей, избирательное накопление наночастиц в опухолевых тканях обусловлено как уникальными особенностями строения липидной оболочки, так и тем, что раковые клетки демонстрируют более активный метаболизм по сравнению со здоровыми. В дальнейшем ученые планируют детально изучить механизм захвата покрытых лецитином наночастиц клетками и продолжить разработку универсальной системы для адресной доставки противоопухолевых препаратов в раковые клетки различных типов.
Данное прорывное исследование было выполнено в рамках федеральной программы «Приоритет-2030», направленной на развитие ведущих научных направлений в России.
