Одна из ключевых проблем современной фармакологии — необходимость адресной доставки лекарственных средств к очагу поражения. Это особенно важно для лечения онкологических заболеваний, когда необходимо целенаправленно воздействовать на опухоль, не затрагивая здоровые ткани. Впервые о поиске «волшебной пули» задумался великий немецкий иммунолог Пауль Эрлих в конце XIX века. В XXI веке на помощь врачам пришли нанотехнологии.
«Чтобы увеличить концентрацию активного начала в целевом органе, лекарственные средства объединяют с наноструктурами — частицами, комплексами, кристаллами, гелями — то есть используют их в качестве средства доставки,— рассказывает один из авторов работы, ведущий научный сотрудник НМИЦ гематологии Наталья Дрозд.— В комплексе с наноразмерными структурами лекарственные средства гораздо лучше проникают через мембраны клеток, и активное начало в большем количестве достигает целевого органа».
Средства доставки должны быть нетоксичны, биоразлагаемы и совместимы с тканями организма. Исследователи проверяли, обладают ли этими свойствами ацетилированные нанокристаллы целлюлозы разной формы: дисковидные и два вида столбовидных. Растворы нанокристаллов разной концентрации выдерживались in vitro с кровью или плазмой, затем проводились стандартные тесты: время свертывания, активированное частичное тромбопластиновое время, протромбиновое время, тромбиновое время. В идеале, система доставки не должна оказывать на кровь никакого влияния. Такие тесты используют также для оценки гемосовместимости материалов, контактирующих с кровью опосредованно, например, контейнеров для хранения крови. Анализ показал полную совместимость всех типов исследованных нанокристаллов с кровью.
Анализ токсичности новых структур проводился с использованием экспериментальных животных. Водный раствор нанокристаллов вводили мышам перорально. Все исследованные вещества показали свою нетоксичность и не оказали влияния на состояние внутренних органов. Растворы вводили кроликам внутривенно из расчета 1 мг на 1 кг веса. Растворы не вызывали агрегации тромбоцитов, не разрушали мембрану эритроцитов и не оказали влияния на время свертывания плазмы.
Таким образом, все исследованные типы нанокристаллов ацетилированной целлюлозы — и столбовидные, и дисковидные — показали свою нетоксичность и гемосовместимость. Однако дисковидные нанокристаллы лучше разлагаются под действием ферментов, что делает их весьма перспективными для дальнейшей разработки в качестве средства адресной доставки лекарств.
Следующим шагом должны стать исследования нанокристаллов целлюлозы в комплексе с противораковыми или противовоспалительными препаратами.
Статья: Mikhail A.Torlopov, Natalya N.Drozd, Nikita M.Paderin, Dmitriy V.Tarabukin, Elena V.Udoratina. Hemocompatibility, biodegradability and acute toxicity of acetylated cellulose nanocrystals of different types in comparison//Carbohydrate Polymers/ Volume 269, 1 October 2021, 118307, https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118307
Краткие выводы статьи
Наталья Дрозд, один из авторов статьи, ведущий научный сотрудник лаборатории патологии и фармакологии гемостаза НМИЦ гематологии
Микрофотографии нанокристаллов (сканирующая атомно-силовая микроскопия)
