Новый нанопрепарат проходит через узкие щели

Исследователи нашли способ доставлять определенные препараты в труднодоступные части тела мышей. Их Y-образный блок-катиомер (YBC) связывается с некоторыми терапевтическими материалами, образуя комплекс шириной 18 нанометров. Это менее одной пятой размера частиц из предыдущих исследований, поэтому он может проходить через гораздо более узкие щели. Это позволяет YBC преодолевать плотные барьеры при раке мозга или поджелудочной железы.

Одно из перспективных направлений — генная терапия, нацеленная на генетические причины болезней. Идея в том, чтобы ввести в кровоток препарат на основе нуклеиновой кислоты — обычно малую интерферирующую РНК (siRNA), — которая связывается с конкретным проблемным геном и деактивирует его. Однако siRNA очень хрупка и нуждается в защите внутри наночастицы, иначе она разрушится до достижения цели.

"siRNA может «выключать» специфические экспрессии генов, которые могут причинять вред. Это следующее поколение биофармацевтических препаратов для лечения различных трудноизлечимых заболеваний, включая рак", — пояснил доцент Кандзиро Мията из Токийского университета, соавтор исследования. "Однако siRNA легко выводится из организма путем ферментативной деградации или экскреции. Очевидно, требовался новый метод доставки".

В настоящее время наночастицы имеют размер около 100 нанометров. Этого достаточно, чтобы достичь печени через проницаемые стенки кровеносных сосудов. Однако некоторые виды рака труднодоступны. Рак поджелудочной железы окружен фиброзными тканями, а рак мозга — плотно соединенными сосудистыми клетками. В обоих случаях доступные щели намного меньше 100 нанометров. Мията и коллеги создали носитель siRNA, достаточно маленький, чтобы проскользнуть через эти щели в тканях.

"Мы использовали полимеры для создания маленькой и стабильной наномашины для доставки препаратов siRNA в раковые ткани с плотным барьером доступа", — сказал Мията. "Форма и длина компонентных полимеров точно настроены для связывания с конкретными siRNA, поэтому система конфигурируема".

Наномашина команды называется Y-образным блок-катиомером, поскольку две компонентные молекулы полимерных материалов соединены в Y-образную структуру. YBC имеет несколько участков с положительным зарядом, которые связываются с отрицательными зарядами в siRNA. Количество положительных зарядов в YBC можно контролировать, чтобы определить, с каким типом siRNA он свяжется. Связанные YBC и siRNA называются единичным полиионным комплексом (uPIC), размер которого составляет менее 20 нанометров.

"Самое удивительное в нашем создании — это то, что компонентные полимеры настолько просты, но uPIC при этом так стабилен", — заключил Мията. "Разработка эффективных систем доставки для препаратов на основе нуклеиновых кислот была большой, но стоящей задачей на протяжении многих лет. Это только начало, но я надеюсь, что это исследование прогрессирует от мышей, чтобы однажды помочь лечить людей с трудноизлечимыми формами рака".

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.