Наночастицы для адресной доставки лекарств от инфаркта получены при участии молодых ученых ЛЭТИ

Сегодня одной из наиболее перспективных альтернатив для обычной фармакологической терапии опасных заболеваний, таких как рак или инфаркт миокарда, является адресная доставка лекарств и средств диагностики или тераностика. Данный подход обеспечивает транспортировку препаратов в заданную область организма, отдельного органа и даже клетки при помощи биотехнологических продуктов, например, наноразмерных капсул и частиц.
При этом благодаря относительно высокой точности тераностика позволяет количественно уменьшить дозу лекарств, необходимых для лечения, а в случае применения токсичных препаратов – снизить общую нагрузку на организм. Однако пока уровень развития технологий не позволяет внедрить этот метод в широкую медицинскую практику. Поэтому сейчас профильные научные коллективы в разных странах ведут разработки различных видов тераностических платформ.
«В нашем исследовании были получены многослойные наночастицы для диагностики и адресной доставки препаратов при инфаркте миокарда. В качестве лекарства мы использовали известное фармакологическое соединение – квинакрин, у которого недавно ученые обнаружили кардиопротекторные свойства. Доклинические испытания платформы проводились на грызунах», – рассказывает аспирант кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ», младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) нанотехнологий ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Мария Истомина.
Многослойные наночастицы размером не более 200 нанометров были синтезированы на основе двух видов соединений: кремнезема (SiO2) и магнетита (Fe2O3), которые были получены золь-гель методом. Модификация наночастиц производилась в колбе (при температуре 80 градусов) путем последовательного нанесения четырех слоев: органической молекулы (спейсера), на которую «прикрепили» квинакрин. Затем кардиопротектор покрыли еще одним слоем спейсера, на котором разместили зеленый флуорофор и коллоидные квантовые точки – эти соединения используются в качестве маркера для визуального детектирования наночастиц.
После этого ученые приступили к проведению экспериментов. Для начала грызунам с инфарктом миокарда внутривенно ввели наночастицы в виде водной суспензии. Благодаря тому, что здоровая и поврежденная сердечная ткань имеют различные параметры проницаемости, то со временем наночастицы постепенно стали застревать и концентрироваться в области инфаркта.
При помощи флуоресцентного томографа исследователям удалось «подсветить» место скопления частиц и тем самым локализовать инфаркт миокарда. Причем ученые смогли выявить наночастицы входе экспериментов в пробирке, а также в сердечной мышце грызуна и во всем организме в целом. После диагностики в течение нескольких дней оболочки наночастиц, состоящие из органического спейсера, растворялись, и кардиопротектор начинал действовать. Результаты исследования опубликованы в научном журнале International Journal of Molecular Sciences.
«Наши опыты показали позитивный эффект от применения данной тераностической платформы для лечения такого тяжелого и массового заболевания, как инфаркт миокарда – мы зафиксировали уменьшение его размера и снижение анатомической зоны риска у грызунов», – рассказывает заведующий НИЛ нанотехнологий ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Дмитрий Владимирович Королев.
Ученые планируют экспериментально сравнить эффективность полученных наночастиц с аналогами, которые разрабатывают ведущие научные группы в США и Китае. В коллектив авторов вошли сотрудники НИЛ нанотехнологий ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» – доцент Виктор Николаевич Постнов, младший научный сотрудник Галина Анатольевна Шульмейстер, член-корреспондент РАН, профессор, Михаил Михайлович Галагудза и другие.
Работа исследователей направлена на разработку тераностической платформы, которая в будущем может стать достаточно технологичной для внедрения в массовое производство. Проект выполнен в рамках госзадания Минобрнауки РФ.