Биоинженер использует наночастицы для адресной доставки лекарств

Биоинженер из Университета Клемсона Фрэнк Алексис разрабатывает новые способы адресной доставки лекарств для снижения вероятности побочных эффектов.

Проблема существующих систем доставки (таблетки, кремы, инъекции, капельницы) в их низкой эффективности: по данным исследований, только 1 из 100 000 молекул внутривенного препарата достигает целевого участка в организме.

"Ключевые задачи — доставить лекарства в нужное место и защитить их от разрушения при циркуляции по телу", — говорит Алексис. Решением может стать "упаковка" препарата в защитную оболочку, которая высвободит его в правильном месте.

Наночастицы как "конверты" для лекарств

Алексис использует в качестве таких оболочек наночастицы. Это можно сравнить с M&M's, где твёрдая конфетная оболочка — это наночастица, а шоколад внутри — лекарство. Задача та же — "растаять" в нужном месте.

Нанотехнологии работают на молекулярном уровне, используя естественные силы (электрические заряды, притяжение/отталкивание, текстуру поверхности) для самосборки материалов.

"Наночастицы можно модифицировать множеством способов, — объясняет Алексис. — Их можно покрыть для прочности и стабильности. Их можно "настроить" так, чтобы они, как ключ к замку, соединялись с определёнными клетками, тканями и органами".

Преодоление барьеров организма

Одна из проблем пероральных лекарств — "эффект первого прохождения" через печень. Печень разрушает значительную часть препарата при первом же прохождении через организм, что вынуждает врачей назначать более высокие дозы для достижения терапевтического эффекта. Это увеличивает риск побочных реакций.

Наночастицы можно создать так, чтобы они пережили этот первый проход и преодолели защитные системы организма. Многослойные нанооболочки могут сопротивляться иммунному ответу, позволяя лекарству дольше циркулировать или достичь цели.

Дендримеры: "швейцарские ножи" доставки

Особый интерес представляют дендримеры — наночастицы, к которым можно присоединить различные функциональные молекулы:

• Одна группа молекул борется с болезнью.
• Другая — улучшает визуализацию для отслеживания препарата.
• Третья — несёт химический "спусковой крючок" для высвобождения лекарства по внешней команде.
• Четвёртая — может передавать сигналы о результатах лечения.

Несколько лекарств на основе наночастиц уже одобрены для лечения заболеваний, особенно онкологических. "Мы движемся вперёд, — говорит Алексис. — Следующий шаг — превращение лабораторных исследований в реальные фармацевтические препараты. Новые, более эффективные, безопасные и удобные для пациентов методы адресной доставки лекарств уже не за горами".