Группа ученых из Коми научного центра Уральского отделения РАН (Институт химии, Институт физиологии, Институт биологии) и Национального медицинского исследовательского центра гематологии Минздрава России оценила пригодность разных типов нанокристаллов целлюлозы для использования их в системе доставки лекарственных средств. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Carbohydrate Polymers.

Краткие выводы статьи

Краткие выводы статьи

 

Одна из ключевых проблем современной фармакологии — необходимость адресной доставки лекарственных средств к очагу поражения. Это особенно важно для лечения онкологических заболеваний, когда необходимо целенаправленно воздействовать на опухоль, не затрагивая здоровые ткани. Впервые о поиске «волшебной пули» задумался великий немецкий иммунолог  Пауль Эрлих в конце XIX века. В XXI веке на помощь врачам пришли нанотехнологии.

«Чтобы увеличить концентрацию активного начала в целевом органе, лекарственные средства объединяют с наноструктурами – частицами, комплексами, кристаллами, гелями, то есть используют их в качестве средства доставки, — рассказывает одна из авторов работы, ведущий научный сотрудник НМИЦ гематологии Наталья Дрозд. —  В комплексе с наноразмерными структурами лекарственные средства гораздо лучше проникают через мембраны клеток, и активное начало в большем количестве достигает целевого органа».

Наталья Дрозд, одна из авторов статьи, ведущий научный сотрудник НМИЦ гематологии

Наталья Дрозд, одна из авторов статьи, ведущий научный сотрудник НМИЦ гематологии

 

Средства доставки должны быть нетоксичны, биоразлагаемы и совместимы с тканями организма. Исследователи проверяли, обладают ли этими свойствами ацетилированные нанокристаллы целлюлозы разной формы: дисковидные и два вида столбовидных. Растворы нанокристаллов разной концентрации выдерживались in vitvo с кровью или плазмой, затем проводились стандартные тесты: время свертывания, активированное частичное тромбопластиновое время, протромбиновое время, тромбиновое время. В идеале система доставки не должна оказывать на кровь никакого влияния. Такие тесты используют также для оценки гемосовместимости материалов, контактирующих с кровью опосредованно, например, контейнеров для хранения крови. Анализ показал полную совместимость всех типов исследованных нанокристаллов с кровью.

Анализ токсичности новых структур проводился с использованием экспериментальных животных. Водный раствор нанокристаллов вводили мышам перорально. Все исследованные вещества показали свою нетоксичность и не оказали влияния на состояние внутренних органов. Растворы вводили кроликам внутривенно из расчета  1 мг на 1 кг веса. Растворы не вызывали агрегации тромбоцитов, не разрушали мембрану эритроцитов и не оказали влияния на время свертывания плазмы.

Таким образом, все исследованные типы нанокристаллов ацетилированной целлюлозы — и столбовидные, и дисковидные — показали свою нетоксичность и гемосовместимость. Однако дисковидные нанокристаллы  лучше разлагаются под действием ферментов, что делает их весьма перспективными для дальнейшей разработки в качестве средства адресной доставки лекарств.

Следующим шагом должны стать исследования нанокристаллов целлюлозы в комплексе с противораковыми или противовоспалительными препаратами.

Микрофотографии нанокристаллов (сканирующая атомно-силовая микроскопия)

Микрофотографии нанокристаллов (сканирующая атомно-силовая микроскопия)

 

Статья: Mikhail A.Torlopov, Natalya N.Drozd, Nikita M.Paderin, Dmitriy V.Tarabukin, Elena V.Udoratina. Hemocompatibility, biodegradability and acute toxicity of acetylated cellulose nanocrystals of different types in comparison//Carbohydrate Polymers/ Volume 269, 1 October 2021, 118307, https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118307

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой Национального медицинского исследовательского центра гематологии Минздрава России