Группа ученых Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) предложила использовать нанокластерный полиоксометаллат в качестве носителя для химиотерапевтического препарата. Он поможет доставлять лекарства точно к очагу патологического процесса, например, к раковой опухоли, без токсичного воздействия на здоровые клетки. Доставку можно осуществить как с помощью электрофореза, так и введением в кровяное русло. Описание разработки опубликовано в журнале AIP Conference Proceedings.
Модель нанокластерного полиоксометаллата
«Мы исследовали молибденовые полиоксометаллаты — многоатомные ионы, состоящие из молибдена и железа, соединенные вместе общими атомами кислорода, содержащие органические группы. Их особенность в том, что они представляют собой нанокластер, к поверхности которого можно прикрепить лекарственный препарат и доставить его к опухолевому образованию. Сами полиоксометаллаты не токсичны для живых клеток, не изменяют их функции и морфологию. Наоборот, клетки способны поглощать эти нанокапсулы без какого-либо вреда. Полиоксометаллаты дают в организме теплокровных животных эффект повышения уровня гемоглобина и количества эритроцитов, что дает возможность использовать их для лечения и профилактики анемии (разработка запатентована). В дальнейшем мы планируем прикреплять к поверхности полиоксометаллата молекулу-вектор, способную отличать раковые клетки и обеспечить связывание нанокластера именно с ними, минуя здоровые», — рассказывает директор департамента биологии и фундаментальной медицины УрФУ Мария Улитко.
Авторы проверили, как нанокластер будет взаимодействовать с доксорубицином. Это известный противоопухолевый антибиотик, производимый в России и за рубежом. Он хорошо разрушает опухолевые структуры, однако обладает низкой избирательностью. Высокие концентрации препарата, необходимые для разрушения раковых клеток, токсичны для ослабленного организма. Ученые выяснили, как полиоксометаллат с антибиотиком внутри будет воздействовать на здоровые и опухолевые клетки, и подобрали наиболее эффективную концентрацию лекарства.
Фото кристаллов в микроскопе
«Несомненным достоинством адресной доставки является возможность корректировки дозы препарата. Наши исследования показали, что слишком высокая концентрация доксорубицина в полиоксометаллатной капсуле также приведет к гибели здоровых клеток: контейнер не сможет удержать активные вещества от проникновения в ДНК через ядерные и клеточные мембраны», — поясняет заведующий отделом химического материаловедения УрФУ Александр Остроушко.
Исследования проводились на клеточных структурах рака шейки матки (карциномы). В перспективе данный способ доставки может быть применен и для других опухолей. На следующем этапе работы ученые планируют провести доклинические исследования на лабораторных животных с целью оценки терапевтической эффективности и безопасности системы. Авторы отмечают, что нанокластерные соединения смогут доставлять и другие препараты, например, противовоспалительные. Разработанная технология будет способствовать повышению точности адресной доставки лекарств с сильными побочными эффектами.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Уральского федерального университета
Источник: scientificrussia.ru
