Новые «нанобуры» могут пополнить арсенал терапий против болезней сердца

Исследователи из MIT и Гарвардской медицинской школы создали целевые наночастицы, способные прилипать к стенкам артерий и медленно высвобождать лекарство. Этот прогресс потенциально предлагает альтернативу стентам, выделяющим препараты, для некоторых пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Частицы, названные «нанобурами», покрыты крошечными белковыми фрагментами, которые позволяют им прилипать к повреждённым стенкам артерий. Прикрепившись, они могут высвобождать такие препараты, как паклитаксел, который подавляет деление клеток и помогает предотвратить рост рубцовой ткани, способной закупорить артерии.

«Это очень захватывающий пример нанотехнологий и целевого воздействия на клетки, который, я надеюсь, будет иметь широкие последствия», — говорит профессор MIT Роберт Лангер, старший автор статьи, описывающей наночастицы в новом выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences.

Принцип действия

Нанобуры нацелены на структуру, известную как базальная мембрана, которая выстилает стенки артерий, но обнажается только при их повреждении. Чтобы создать частицы, команда проанализировала библиотеку коротких пептидных последовательностей, чтобы найти ту, что наиболее эффективно связывается с молекулами на поверхности базальной мембраны. Они использовали наиболее успешную — семиаминокислотную последовательность под названием C11 — для покрытия внешнего слоя своих наночастиц.

Внутреннее ядро частиц диаметром 60 нанометров несёт лекарство, связанное с полимерной цепью PLA. Средний слой из соевого лецитина находится между ядром и внешней оболочкой, которая состоит из полимера PEG, защищающего частицы при движении по кровотоку.

Лекарство высвобождается только при отсоединении от полимерной цепи PLA, что происходит постепенно в результате реакции эфирного гидролиза. Чем длиннее цепь, тем дольше этот процесс, поэтому исследователи могут контролировать время высвобождения препарата, изменяя длину цепи. Пока в тестах на культурах клеток им удалось добиться высвобождения препарата в течение 12 дней.

Преимущества и перспективы

Одно из ключевых преимуществ нанобуров — возможность внутривенного введения в месте, удалённом от повреждённой ткани. В тестах на крысах нанобуры, введённые вблизи хвоста, достигли целевой зоны — стенок повреждённой сонной артерии, но не здоровой. Буры связывались с повреждёнными стенками в два раза чаще, чем нетаргетированные наночастицы.

Поскольку частицы могут доставлять лекарства в течение более длительного времени и вводиться внутривенно, пациентам не придётся подвергаться повторным и хирургически инвазивным инъекциям непосредственно в область, требующую лечения.

Команда сейчас тестирует нанобуры на крысах в течение двух недель, чтобы определить наиболее эффективную дозу для лечения повреждённой сосудистой ткани. Частицы также могут оказаться полезными для доставки лекарств в опухоли.

«Эта технология может иметь широкое применение при других важных заболеваниях, включая рак и воспалительные заболевания, где обычно наблюдается повышенная сосудистая проницаемость или повреждение сосудов», — говорит Омид Фарокзад, соавтор исследования.