Нанозонд для точечной доставки лекарств к пораженным тканям организма создали НИЯУ МИФИ в составе международной группы. По словам авторов, их разработка поможет создать универсальное средство адресной доставки препаратов для эффективной терапии сердечно-сосудистых болезней, рака, диабета и целого ряда других патологий. Статья опубликована в журнале Nanomaterials.
Адресная доставка лекарств в определенные ткани и клетки – одно из наиболее актуальных направлений в терапии очаговых заболеваний, среди которых патологии сердца и сосудов, рак, туберкулез, диабет обоих типов и другие, рассказали ученые НИЯУ МИФИ.
Данный подход можно реализовать за счет использования нанозондов – особых конструкций, способных нести на себе лекарственный препарат и специальные молекулы, позволяющие «нацелиться» на очаг патологии. Зонд должен быть малого размера, порядка десятков нанометров, и при этом обладать строго определенными физико-химическими свойствами и как можно меньшей токсичностью.
Как объяснили ученые НИЯУ МИФИ, технологии создания подобных систем в мире находятся на ранних этапах разработки, поэтому ключевая задача сейчас – изучение процесса доставки лекарства. Для этого необходимо, чтобы движения зондов в организме можно было визуализировать в реальном времени, для чего применяется специальная лазерная подсветка.
Всем этим условиям, по словам создателей, удовлетворяет новый сверхминиатюрный зонд, разработанный сотрудниками Лаборатории нано-биоинженерии (ЛНБИ) НИЯУ МИФИ в соавторстве с другими российскими учеными и исследователями из Франции.
Новый нанозонд состоит из фотолюминесцентного нанокристалла, так называемой квантовой точки (КТ), и прикрепленных к ее поверхности молекул производных акридина – препаратов, помогающих зонду преодолеть клеточную мембрану. Преимущества этой системы перед аналогами, по словам создателей, – намного большая яркость КТ при сверхминиатюрных размерах.
«Квантовые точки – флуоресцентные наноструктуры, применяемые в некоторых высокотехнологичных областях. Они способны поглощать свет в широком диапазоне, а излучать – в узком, определяемом размерами нанокристалла. То есть та или иная квантовая точка «светится» строго определенным цветом. Эти свойства делают КТ практически идеальным инструментом для сверхчувствительной регистрации биообъектов в медицине», – рассказал заместитель заведующего Лаборатории нано-биоинженерии (ЛНБИ) НИЯУ МИФИ Павел Самохвалов.
Размер нового зонда – всего около 15 нанометров, что в сотни и тысячи раз меньше клеток человека, рассказали ученые. Яркая люминесценция КТ позволяет с помощью направленного лазерного луча отслеживать движения зонда сквозь ткани организма. Специальная оболочка из полиэтиленгликоля с карбоксильными концевыми группами делает нанозонд биосовместимым: как показали эксперименты, благодаря этому он быстро накапливается в клетках в нужном объеме.
«Новый нанозонд предназначен прежде всего для экспериментальных исследований при разработке инструментов адресной доставки противораковых препаратов. Однако он также является прототипом универсального инструмента такого рода», – объяснил Павел Самохвалов.
В исследовании приняли участие специалисты Первого московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова, Национального медицинского исследовательского центра онкологии им. Н.Н. Блохина и Университета Реймс Шампань-Арденны.