Международный научный коллектив с участием исследователей Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского (СГУ) совершил важный шаг в области таргетной онкотерапии. Разработана уникальная «умная» микрокапсула, которая способна доставлять лекарственные вещества непосредственно в пораженные ткани, защищая их от преждевременного разрушения в организме. Результаты этого исследования были представлены в научном издании Current Pharmaceutical Biotechnology. Об этом сообщает пресс-служба вуза.
Преодолевая ограничения фотодинамической терапии
Современные методы борьбы с онкологическими заболеваниями часто сопровождаются тяжелыми побочными эффектами, так как агрессивные химиопрепараты поражают не только опухоли, но и здоровые ткани организма. Одним из наиболее щадящих и перспективных подходов считается фотодинамическая терапия — метод лечения опухолей с помощью лазера. Он заключается во введении в организм специального вещества — фотосенсибилизатора, которое при последующем облучении лазером активируется и вырабатывает активные формы кислорода, разрушающие раковые клетки.
Однако, как отмечает ведущий научный сотрудник лаборатории биомедицинской фотоакустики Научного медицинского центра СГУ О. А. Иноземцева, ключевым недостатком метода оставалась плохая проницаемость препарата: фотосенсибилизатору крайне тяжело самостоятельно проникнуть в опухоль и накопиться в ней в достаточной концентрации.
Белковая броня и «умная» навигация
Для решения этой проблемы ученые СГУ совместно со специалистами из Национальной академии наук Армении создали микроконтейнер на основе карбоната кальция (CaCO3) и церулоплазмина — естественного человеческого белка, отвечающего за перенос ионов меди.
Интеграция белка в структуру капсулы выполняет две критически важные функции:
- Защита лекарства: Церулоплазмин оберегает молекулы фотосенсибилизатора от разрушительного воздействия температурных колебаний и агрессивной химической среды различных тканей организма во время транспортировки. При создании комплекса примерно 9 из 10 молекул лекарственного вещества успешно связываются с белком.
- Синергетический эффект: Сам церулоплазмин принимает активное участие в выработке дополнительных активных форм кислорода, что существенно усиливает терапевтическое действие лазерного облучения.
Минеральная основа капсулы из карбоната кальция выступает в роли «умной сигнализации», помогая адресно донести белково-лекарственный комплекс прямо к раковым клеткам.
Химический триггер: активация в кислой среде опухоли
Уникальность новой микрокапсулы заключается в механизме высвобождения содержимого, который завязан на разнице уровней кислотности (pH) в теле человека.
Как поясняет один из соавторов исследования, руководитель Научного медицинского центра СГУ В. В. Тучин, в системном кровотоке, где уровень кислотности близок к нейтральному, капсула-носитель остается абсолютно стабильной. Но как только она проникает в микроокружение опухоли, характеризующееся более кислой средой, минеральная оболочка начинает разрушаться, постепенно высвобождая лекарство.
Эксперименты показали высокую эффективность новой технологической платформы:
- 86,9% фотосенсибилизатора успешно загружается в разработанные микросферы при их синтезе;
- Полное высвобождение действующего вещества происходит постепенно в течение 48 часов.
Такой пролонгированный выход лекарства позволяет поддерживать стабильно высокую концентрацию препарата непосредственно в очаге заболевания, сводя к минимуму негативное воздействие на здоровые органы.
Ближайшие перспективы
На данный момент завершен ключевой лабораторный этап создания новой терапевтической системы. В ближайших планах исследовательского коллектива — переход к серии доклинических испытаний разработанных капсул на животных моделях, что позволит приблизить технологию к практическому медицинскому применению.
Исследование проводится при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
