Исследование российских ученых поможет создать капсулы для адресной доставки лекарств

Ученые из МФТИ, Университета ИТМО и их коллеги изучили формирование и рост кристаллов из простых органических молекул в крупные ассоциаты. Эти эксперименты помогут создать капсулы для адресной доставки лекарств к конкретным тканям в организме человека. Научная статья опубликована в журнале Crystal Growth & Design.

Меламина цианурат состоит из бесцветных кристаллов меламина и циануровой кислоты, чьи молекулы ассоциируют подобно формированию ДНК. Исследования с ним могут быть полезны для разработки методов введения лекарств в кристаллы со схожей структурой. Это позволит проводить эксперименты по адресной доставке лекарств — технологии, которая в будущем даст возможность доставлять препараты напрямую к мишеням (конкретным тканям органов), а не распределять по всему организму.

Однако механизм молекулярной организации на разных стадиях роста кристаллов до сих пор содержит много вопросов.

Ключевые результаты исследования:

• Управление ростом: Варьируя соотношения исходных компонентов, можно регулировать процесс формирования и внешний вид кристалла меламина цианурата.
• Роль концентрации: Образование супрамолекулярного комплекса меламина цианурата напрямую зависит от локальной концентрации компонентов. Контроль пропорций позволяет управлять ростом кристаллов и вводить в них другие вещества.
• Компьютерное моделирование: Ученые МФТИ с помощью методов молекулярной динамики на суперкомпьютере выяснили, какие типы межмолекулярных взаимодействий отвечают за формирование первичного зародыша (наномасштабной группы молекул) меламина цианурата в водном растворе.
• Экспериментальная часть: В лабораториях Научного центра инфохимии ИТМО исследовали, как изменение концентрации одного из двух компонентов влияет на формирование меламина цианурата.

Перспективы и будущие планы:

• Полученные данные помогут детальнее понять процессы формирования оболочек меламина цианурата или родственных супрамолекулярных комплексов вокруг целевых биоорганических молекул.
• Планируются модельные тесты с различными органическими молекулами, например, с антибиотиками вроде тетрациклина.
• Изучение контроля формирования структур, подобных меламина цианурату (которые схожи по принципу сборки с ДНК), может приблизить к пониманию химии происхождения жизни. Первые шаги в этом направлении уже сделаны.