Химики нашли эффективный носитель для противоопухолевых средств
Схематическое изображение носителя.
Сотрудники кафедр радиохимии и высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ с коллегами из НИИ биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича исследовали противоопухолевую активность комплексов биосовместимого микрогеля полисахарида карбоксиметилцеллюлозы, сшитого радионуклидами меди. Цитотоксичность таких комплексов по отношению к раковым клеткам значительно превышает токсичность к здоровым тканям. По мнению авторов, карбоксиметилцеллюлоза может стать перспективным носителем для лекарственных средств. Работа опубликована в журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects.
Поиск новых перспективных носителей для лекарств — одна из сложнейших задач, решение которой необходимо современной медицине. Просто введенное в организм, лекарство часто попадает не в конкретное место, а расходится по всему телу. То же самое касается радионуклидов, активно использующихся в ядерной медицине. Хотя они в большей степени, чем лекарства, склонны концентрироваться в определенных органах, значительная часть препаратов без специальной доставки будет распространяться по организму и увеличивать дозовую нагрузку.
«Для решения этой проблемы предлагается множество вариантов носителей: наночастицы, полимеры, липосомы и прочие, — рассказывает ведущий научный сотрудник кафедры радиохимии, д.х.н., автор исследования Марина Орлова. — Выбор большой, но каждый вариант имеет свои недостатки. Самыми лучшими считаются особые антитела, называемые моноклональными. Они четко движутся к определенной клетке и с собой могут принести радионуклид или даже лекарство. Но здесь возникает сложность, заключающаяся в испускании радионуклидами ионизирующего излучения, которое может изменять само моноклональное антитело. Насколько быстро идет этот процесс, мы не знаем, но известно, что такие повреждения могут лишить моноклональное антитело способности к селективной доставке. С доставкой лекарственных препаратов тоже возникают сложности, поскольку сам процесс присоединения лекарства меняет конформацию антитела, а, значит, и его свойства, что в каждом конкретном случае требует дополнительных исследований и технологических решений».
Для ядерной медицины нужны носители, которые не выпускают радионуклид или «теряют» его незначительно даже при большом облучении. Среди компонентов, используемых для создания носителей, одним из перспективных считается полисахарид карбоксиметилцеллюлоза, который отличается растворимостью в воде, малой токсичностью и высокой биосовместимостью. Кроме того, карбоксиметилцеллюлоза содержит большое количество функциональных групп, способных прочно связывать ионы поливалентных металлов. Например, она может образовывать комплексы с медью, два радионуклида которой активно используются в ядерной медицине.
«Комплекс карбоксиметилцеллюлозы с медью — это растворимый в воде микрогель. Сшивка органических молекул ионами металла уменьшает размеры частиц микрогеля, что является положительным фактором, — объяснила Марина Орлова. — Нас особенно интересовало, как такой микрогель будет распределяться по организму и как он будет выводиться, поскольку в нашем организме нет фермента, который бы перерабатывал целлюлозу. Оказалось, что микрогели, сшитые медью, выводятся гораздо лучше, чем чистая карбоксиметилцеллюлоза. Если прикрепить к такому носителю доставщик — биоразлагаемый вектор, способный привести его к нужным клеткам, — то радиоактивный элемент не будет распространяться по всему организму, что очень хорошо, а после того, как короткоживущий радионуклид окончит работу, полимер сможет покинуть организм. Дополнительным бонусом такого микрогеля является возможность одновременно с радионуклидом привязать к нему противоопухолевый препарат, если имеется солидная опухоль или радиопротектор для защиты здоровых тканей».
Тестирование комплексов стало первым этапом разработки препарата для таргетной медицины. Далее необходимо осуществить привязывание к переносчику, который приведет этот комплекс точно к цели.
«Наша мечта — сделать полифункциональную систему, — поделилась Марина Орлова. — Наработки по этому направлению уже есть, но основная работа еще впереди»