14.01.2020

Наночастицы видят цель

Как доставлять лекарства к раковым клеткам

Команда биохимических и клеточных исследований Института проблем химической физики РАН — Артур Гизатуллин, Надежда Дремова, Владимир Торбов, Александр Жиленков, Павел Трошин, Наталья Санина, Сергей Алдошин, Яна Нидер, Оскар Сильвестр и Олександр Савчук — разрабатывает технологии адресной доставки лекарственных средств и диагностических субстанций. Доставка таких препаратов в специальных наночастицах-капсулах обеспечивает более эффективное действие лекарства, позволяет снижать его дозировку и не наносит вреда здоровым клеткам. Особенно актуально применение таких технологий в онкологии при проведении химиотерапии.

Команде удалось создать многослойные наночастицы, состоящие из биополимерного носителя хитозана, гиалуроновой кислоты и инкапсулированных противоопухолевых препаратов, которые работают сразу в трех направлениях: тканевого, клеточного и молекулярного таргетинга.

Тканевый таргетинг

Тканевый таргетинг осуществляется за счет дизайна наночастиц специального размера (примерно 100 нм), определенной формы и поверхностного слоя в виде гиалуроновой кислоты, что позволяет наночастицам связываться с опухолевой тканью и увеличивает время циркуляции наночастиц в кровеносных сосудах опухолей.

В качестве носителя в наночастицах используется хитозан. Один из источников хитозана — панцири ракообразных. Это высококатионный, нетоксичный, биосовместимый и биодеградируемый материал. Из-за своей катионной природы хитозан способен образовывать нерастворимые комплексы с анионным полисахаридом — гиалуроновой кислотой. Наночастицы на основе хитозана способны длительно выполнять необходимую функцию в организме человека и затем разлагаться и выводиться из организма, не причиняя вреда.

Клеточный таргетинг

Активная таргетная доставка лекарственных препаратов осуществляется на основе отрицательно заряженного полимера гиалуроновой кислоты в качестве вектора доставки. Гиалуроновая кислота — это несульфированный глюкозоаминогликан, входящий в состав соединительной, эпителиальной и нервной тканей. Гиалуроновая кислота — один из основных компонентов внеклеточного матрикса, содержится во многих биологических жидкостях (слюне, синовиальной жидкости и др.). Она может обеспечить защиту доставляемого лекарственного препарата и улучшить растворимость гидрофобных лекарств.

Кроме того, гиалуроновая кислота — физиологический лиганд RHAMM (рецептор гиалуронан опосредованной подвижности), поэтому хорошо взаимодействует с этим рецептором на поверхности мембраны опухолевых клеток, обеспечивая селективность доставки препарата в клетку. В настоящее время известно, что RHAMM-рецептор синтезируется в избытке в агрессивных раковых клетках — рака груди, простаты, при солидных опухолях, миелоидной лейкемии, множественной миеломе и других. В то же время в нормальных клетках этот рецептор содержится в незначительном количестве. Известно, что повышенный синтез RHAMM-рецептора коррелирует с плохим прогностическим фактором. Известно также, что RHAMM-рецептор участвует в делении, регуляции подвижности, миграции и инвазивности раковых клеток, то есть образовании метастазов. Наночастицы на основе гиалуроновой кислоты способны узнавать RHAMM-экспрессирующие клетки и, таким образом, точно доставлять связанные с частицами лекарственные препараты внутрь раковой клетки.

Подробнее читайте на: Коммерсант Наука

Центр перспективных экономических исследований Академии Наук РТ 50 лучших инновационных идей для Республики Татарстан Виртуальный музей-библиотека Академии Наук Республики Татарстан Татарстанский ЦНТИ