Химики Уральского федерального университета (УрФУ) в партнерстве с коллегами из Санкт-петербургского государственного университета (СПбГУ) предложили новый подход к адресному лечению пораженных мест в организме человека, в частности при бактериальных инфекциях. В его основе — наносистема, ядром которой является полиоксометаллат, который содержит молибден и железо. К его поверхности привязан антибиотик широкого спектра действия — тетрациклин. По словам ученых, такой подход позволит доставлять препараты неинвазивным методом, избежать застоя металлов в организме и обеспечить высокую концентрацию лечащего вещества в области поражения.
Исследования на тему адресной доставки лекарственных препаратов в виде наносистем проводятся учеными всего мира. Уникальность метода уральских химиков в том, что полиоксометаллат, составляющий основу препарата, разлагается в организме человека на безопасные вещества и не задерживает вывод металлов.
«У используемого нами полиоксометаллата есть преимущество по сравнению с металлическими системами в том, что он постепенно разлагается в организме на безвредные вещества, которые усваиваются организмом в качестве микроэлементов. В то время как у металлических и оксидных наносистем существует проблема с выведением из организма. Мы также опубликовали исследование, которое показывает, что введение этого полиоксометаллата повышает уровень гемоглобина и оказывает противоанемическое действие», — рассказывает научный сотрудник отдела химического материаловедения и лаборатории функционального дизайна нанокластерных полиоксометаллатов УрФУ Маргарита Тонкушина.
Ион полиоксометаллата — это заряженная наночастица, которую можно использовать в качестве основы. Она очень маленького размера — 2,5 нанометра, благодаря чему частицы могут легко проникать в клетки и проходить через стенки сосудов. По словам Маргариты Тонкушиной, на них можно “посадить” лекарственные препараты и дополнительные вещества (молекулы-векторы), которые помогут системе достигнуть конкретного пораженного органа. В таком случае лекарство будет меньше распределяться по всему остальному организму, что снизит побочные эффекты, особенно сильно токсичных препаратов.
Ученые отмечают, что полиоксометаллат вместе с привязанным к нему лекарством можно ввести в организм под действием электрического поля, что позволяет обеспечить доставку препарата с помощью лекарственного электрофореза. Это снизит неприятные ощущения у пациентов и повысит безопасность лечения. Кроме того, электрод можно разместить ближе к области поражения и местно повысить концентрацию лекарства по сравнению с остальным организмом.
Эксперименты на клеточных культурах показали, что полиоксометаллат в качестве основы для наносистемы может быть перспективен и для других классов препаратов, например, противораковых. Ученые планируют продолжать исследования, чтобы в итоге разработать действующую наносистему.
«В идеале мы хотим создать систему адресной доставки самых разных препаратов с полиоксометаллатом. Возможно, у него будет какая-то биосовместимая оболочка снаружи, чтобы не было реакции иммунной системы. После попадания в кровоток наносистема должна проникать к месту поражения и высвобождать там лекарственный препарат. Это цель, к которой мы движемся. Также возможен второй вариант — введение наносистемы с помощью электрофореза», — заключает Маргарита Тонкушина.
Исследование проведено по программе Минобрнауки России "Приоритет 2030" (реализуется в рамках национального проекта “Наука и университеты”). Результаты исследования опубликованы в журнале Inorganics.
