Биоинженерные нанолекарства

Биоинженер Франк Алексис (Frank Alexis) из Университета Клемсона в США (Clemson University) разработал новые, более безопасные способы доставки лекарственных препаратов в организм.

Поступающие на фармацевтический рынок лекарственные препараты могут вызвать у потребителей беспокойство, поскольку в большинстве случаев требуется продолжительное лечение и нередко лекарство имеет длинный список побочных эффектов и противопоказаний. Большинство лекарственных препаратов применяется в виде таблеток, мазей и инъекционных препаратов. Исследователи сообщают, что лишь 1 из 100 тыс. молекул внутривенно введенного препарата достигает места назначения в организме.

«Большими трудностями при производстве более эффективных медицинских препаратов являются их доставка к мишеням и сохранение активности при циркуляции в организме. Усовершенствованный способ направленной доставки лекарства и предотвращения его выведения из организма – инкапсулирование, то есть помещение препарата внутрь биосовместимого протектора для целенаправленной доставки», – сказал Алексис.

Используемые Алексисом капсулы представляют собой наночастицы. Вспомните так любимые детьми конфеты M&Ms. Наночастицы подобны покрытым глазурью шоколадным конфетам M&Ms, заполненным лекарством. И цель аналогична: конфета должна таять только в нужном месте.

Нанотехнологии работают на молекулярном уровне. В них применяются «строительные материалы» столь малых размеров, что результаты могут быть увидены только с помощью электронного или атомно-силового микроскопов. Наноинженеры используют природные взаимодействия – положительный и отрицательный электрический заряды, притяжение и отталкивание, характер поверхности – для получения самособирающихся, самоорганизующихся материалов.

Нанотехнологии – это настоящий прорыв во многих областях – биологии, медицине, материаловедении, компьютерных технологиях, машиностроении, физике. «Наночастицы могут быть модифицированы различными способами. Для придания прочности и стабильности их покрывают специальными материалами. Они могут походить на систему «ключ-замок» для взаимодействия с определенными клетками, тканями и органами».

Небольшое число наномедицинских препаратов уже получило разрешения на применение в терапевтических целях, в частности, для лечения онкологических заболеваний. Алексис и другие биоинженеры открывают новую эпоху в истории медицины.

При пероральном способе применения фармпрепарата лекарство нередко успевает полностью разрушиться, прежде чем попадает в кровоток. Первым препятствием на пути препарата является печень, в значительной степени его разрушающая. Из-за этого для получения терапевтического эффекта врачи вынуждены назначать больным повышенные дозы препаратов. Негативные последствия приема высоких доз или длительного курса лечения вынуждают многих пациентов прекращать прием препаратов.

Наночастицы позволяют лекарству преодолеть первый защитный барьер. Помимо этого, они могут «обходить» иммунную систему организма. Многослойность поверхности наночастиц или нанокапсул повышает устойчивость к действию защитных механизмов организма, позволяя препарату сохранять свою структуру и активность на более длительное время и достигнуть точки назначения.

Дендромеры (древообразные полимеры) – наночастицы, позволяющие за счет своего «ветвистого» строения осуществлять целевую доставку в организм сразу нескольких препаратов. «Мы уверенно продвигаемся вперед в области нанонауки. Функциональные возможности наночастиц все усложняются, следующим шагом является разработка технологий, позволяющих внедрять результаты научных исследований в производство фармацевтических препаратов. Новые способы получения лекарств, более эффективных, безопасных и удобных в применении, не за горами», – сказал Алексис.

По материалам:
Clemson University