Ученые из СПбГУ и Филиала НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ — Института высокомолекулярных соединений разработали нетоксичный и доступный полимер на основе гиалуроновой кислоты и полилизина для доставки лекарств против онкологических и генетических патологий.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Polysaccharides. Для терапии некоторых онкозаболеваний и других серьезных патологий, таких как возрастная макулодистрофия, способной лишить зрения за год, ученые разрабатывают современные эффективные средства доставки препаратов.
Они призваны транспортировать терапевтические агенты в виде малых интерферирующих РНК (siRNA) в пораженную клетку и купировать патологический процесс. Сегодня это наиболее перспективный метод, который позволяет точечно «выключать» отдельные белки, не давая заболеваниям прогрессировать.
Среди средств доставки генетических лекарств выделяют невирусные материалы, такие как липосомы, дендримеры, неорганические наночастицы, циклодекстрины и другие, а также вирусные частицы. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, влияющие на эффективность лечения. Петербургские ученые предложили невирусную систему, а именно высокоэффективный полимер для доставки к пораженным клеткам генетического материала и малых интерферирующих РНК.
Гиалуроновая кислота — это природный полисахарид, входящий в состав соединительной, нервной и эпителиальной тканей организма человека. Она играет ключевую роль в удержании влаги, поддержании упругости кожи, а также в регенерации и защите тканей. Эта кислота широко используется в косметологии и медицине, благодаря безопасности и многофункциональности.
«Мы создали двухкомпонентный полимер, который состоит из гиалуроновой кислоты и полилизина. Это давно известное соединение, содержащееся в организме человека и применяемое как противомикробное средство. Проблема его использования в том, что он прочно «хватает» нуклеиновую кислоту и «не отпускает» ее. Мы добавили гиалуроновую кислоту, которая входит в состав соединительной, нервной и эпителиальной тканей организма. Она нейтрализует возможное токсичное воздействие полилизина и помогает ему «отдать» нуклеиновую кислоту внутри клетки», — объяснил и. о. заведующего кафедрой медицинской химии СПбГУ, доцент Университета Виктор Коржиков-Влах.
По его словам, созданный полимер можно вводить как внутримышечно, так и внутривенно. При этом эффективность доставки нуклеиновой кислоты, по данным ученых, не уступает показателям уже используемых коммерческих препаратов.
Синтез нового полимера проводился с использованием принципа клик-химии — направления органической химии, позволяющего быстро, эффективно и с высокой точностью соединять молекулы между собой, как будто «щелкать» детали конструктора. В данном случае ученые использовали медь-независимую реакцию SPAAC (Strain-Promoted Azide-Alkyne Cycloaddition). Этот подход идеален для биомедицины, так как функционирует в физиологических условиях и не требует токсичных металлов.
В результате образуется гибридный полимер HA-g-PLys, который самоорганизуется в наночастицы, эффективно связывающие ДНК или siRNA для доставки в клетки. Главные преимущества такого подхода — высокая селективность реакции, минимальное количество побочных продуктов и простота очистки, что делает систему безопасной для терапии.
Исследование выполнено с использованием трех ресурсных центров Научного парка Санкт-Петербургского государственного университета. Ранее ученые этой научной группы создали технологию 3D-печати имплантатов из наночастиц. Более подробно с разработкой можно ознакомиться на портале «СПбГУ в Деле».