Новый материал для адресной доставки противоопухолевых лекарств синтезировали на основе скелета морского ежа

Ученые синтезировали новый материал для адресной доставки противоопухолевых препаратов с использованием скелета морского ежа. Он может использоваться при лечении метастатического рака. Благодаря точечному воздействию, адресная доставка снижает токсичное воздействие лекарства на здоровые ткани и органы человека. Многоярусная ячеистая структура модифицированного скелета иглокожего после синтетической обработки позволяет не только хорошо впитывать лекарственный препарат, но и постепенно выделять его небольшими порциями. Уникальность исследования — в природоподобных технологиях. Как отмечают ученые, сырье, из которого создается материал, максимально сопоставимо с тканями человека.

Над научным проектом работали объединенный научный коллектив специалистов подведомственного Минобрнауки России Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Тихоокеанского государственного медицинского университета (ТГМУ) Минздрава России.

Проведение противоопухолевой лекарственной терапии традиционным способом (внутривенное, пероральное) может губительно действовать не только на опухолевые, но и на нормальные клетки организма. Это приводит к снижению доз или смене терапии на менее эффективную. Другим фактором, ограничивающим результативность химиотерапии, становится зависимость действия некоторых препаратов от фазы клеточного цикла, что не позволяет длительно воздействовать на опухолевые клетки на протяжении всего их развития.

Среди лекарственных средств, используемых для лечения рака, наиболее распространенным стал 5-фторурацил (5-ФУ), имеющий широкую доказательную базу эффективности. Однако применение препарата также вызывает побочные эффекты. Меняет ситуацию открытие новых систем направленной доставки лекарств. Частица-носитель взаимодействует с лекарством, прочно его удерживает и целенаправленно доставляет к пораженному органу в течение длительного времени (до 30-ти суток). В таком случае химиотерапия становится менее токсичной для организма — лекарство точечно воздействует на опухоль, не затрагивая здоровые клетки.

Ученые ДВФУ и ТГМУ предлагают использовать в качестве доставщика препарата новый материал — композит, синтезированный из морского ежа Mesocentrotus nudus. Полученный композит ученые модифицировали силикатом натрия, что сделало его более устойчивым к быстрому растворению. Это обеспечивает управляемое выведение препарата в организме при контакте с пораженными клетками. Полученный носитель 5-ФУ биологически совместим с живым организмом и после высвобождения препарата растворяется в нем, не вызывая никаких негативных последствий.

«Результаты исследования показывают, что полученный композит является перспективным носителем для адресной доставки химиотерапевтических препаратов. Было принято решение провести биотестирование композита на моделях in vitro и in vivo в дальнейших исследованиях. Нагруженные лекарством наночастицы могут высвобождать терапевтические дозы препарата в течение более длительного периода времени, чем другие системы, описанные в литературе, а значит могут предотвратить рецидив опухоли после резекции (удаления)», — отметил основной исполнитель работы, лаборант-исследователь лаборатории ядерных технологий Института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ Олеся Капустина.

Сырье, из которого создается материал, максимально сопоставимо с тканями человека. По словам ученых, деградацию матрикса оценивали по содержанию ионов кальция на 1, 3 и 7 сутки в растворе Искусственная плазма крови (SBF), имитирующем ионный состав неорганического компонента плазмы крови человека. Также проводились испытания на животных (кролики) In vivo. Протокол исследования санкционирован междисциплинарным этическим комитетом Тихоокеанского государственного медицинского университета № 3 от 16 ноября 2020 г.

По результатам исследований, материал полностью растворяется в организме в течение шести месяцев.

Результаты исследований опубликованы в одном из международных журналов.