Ученые научились получать гибридные наночастицы и длительно детектироваить их в опухолях

Учёные Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН (ИБХФ РАН) создали уникальный способ закрепления белка крови альбумина на поверхности магнитных наночастиц и в сотрудничестве с коллегами из других научных и образовательных организаций провели исследования, посвящённые использованию таких частиц в живом организме. Результаты работы опубликованы в журнале Pharmaceutics.

Идея ввести в организм магнитные частицы с лекарственной нагрузкой появилась десятилетия назад. С тех пор и до настоящего времени многие научные коллективы по всему миру работают над созданием гибридных частиц, в том числе, на основе наночастиц оксидов железа с суперпарамагнитными свойствами. Ожидается, что гибридные частицы смогут найти применение при терапии опухолей (предполагающей доставку лекарственных веществ, локальный нагрев опухолей) и в диагностике заболеваний (частицы могут быть визуализированы в тканях). Данные применения невозможны без обеспечения поверхности частиц свойством биологической совместимости, позволяющим частицам циркулировать в кровяном русле и достигать целевой области.

Сотрудники ИБХФ РАН были первыми, кто связал альбумин – наиболее представленный в плазме крови белок – с поверхностью наночастиц с использованием его свободнорадикальной модификации. Свободнорадикальный способ, созданный в 2011 году, по сравнению с другими способами связывания белка с поверхностью частиц и по сей день обладает рядом преимуществ, в том числе, обеспечивает узкое распределение частиц по размерам, что является важным для расчета дозировки наноразмерного препарата. В последующие годы коллективом были разработаны лабораторные физико-химические подходы, нацеленные на оценку целостности покрытий в присутствии других белков, присутствующих в плазме крови человека в высокой концентрации (иммуноглобулина G и фибриногена), а также проведены работы по варьированию условий получения покрытий.

"В соответствии с разработанным нами способом, белок крови альбумин, окисляясь на поверхности магнитных наночастиц, формирует достаточно устойчивое покрытие. Мы предполагаем, что в перспективе нам удастся осуществить с помощью наших частиц транспорт лекарственных веществ по организму и пролонгированное высвобождение их в очаге заболевания", - говорит старший научный сотрудник ИБХФ РАН, кандидат химических наук Анна Владимировна Бычкова.

Полученные гибридные частицы обладают агрегативной устойчивостью, а в опухоли крыс визуализировались в сосудах более 14 дней при компьютерной томографии, что позволяет рассчитывать на возможность длительного высвобождения лекарственных веществ, связанных с гибридными частицами. Также впервые была оценена способность частиц с устойчивым альбуминовым покрытием катализировать генерацию активных форм кислорода, что может быть использовано как инструмент воздействия на опухоли.

Работа выполняется при поддержке Российского научного фонда (проект № 22-75-10150), часть исследований выполнена в рамках госзадания Министерства науки и высшего образования РФ и с использованием научного оборудования ЦКП «Исследовательский химико-аналитический центр НИЦ «Курчатовский институт»».