Разработан способ доставки препаратов к опухолям мозга через нос

Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с российскими коллегами разработали технологию доставки наночастиц с лекарственными препаратами в опухоль мозга (глиобластому) за счет стимуляции обонятельной системы. Технология показала свою эффективность в ходе доклинических испытаний.
Способность наноразмерных объектов проникать из носа человека и животных в мозг известна давно. Таким путем в центральную нервную систему попадают различные вирусы и токсические агенты, содержащиеся во вдыхаемом воздухе. Также с каждым годом растет список терапевтических средств, направленных на лечение заболеваний мозга, использование которых предполагает введение через нос. Такой путь позволяет обойти гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — естественную систему защиты мозга от нежелательных воздействий. Это, в свою очередь, позволяет снизить дозу, необходимую для достижения результата и количество побочных эффектов, благодаря тому что препарат целенаправленно направляется в мозг, не взаимодействуя с другими органами.
Уникальность предложенного подхода заключается в использовании природного механизма обоняния для более эффективной транспортировки веществ к очагу опухоли.
«Одно из наиболее бурно развивающихся направлений в фармацевтике — это разработка препаратов на основе магнитных наночастиц, которые выступают в роли контейнеров, позволяющих доставлять препараты по адресу в целости и сохранности. Не удивительно, что возможность подобных «грузоперевозок» в мозг в обход ГЭБ привлекла внимание ученых во всем мире. Одним из наиболее смертельных заболеваний мозга, для которого активно разрабатывают лекарственные формы на основе наночастиц вводимых через носовую полость, является глиобластома, злокачественное образование, приводящая к гибели в 96% процентах случаев», — рассказал руководитель исследования, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Роман Чернозем.
В ходе лабораторных экспериментов животным интраназально вводили раствор феррита марганца в концентрации 2,8 мг/кг. Результаты исследований показали, что наночастицы проходят путь от главной обонятельной луковицы до глиобластомы за 12-96 часов. По данным МРТ, количество доставленных наночастиц к опухоли значительно увеличивается при стимуляции обонятельных рецепторов мышей 0,01-процентным аэрозолем ацетофенона. Для человека запах этого вещества ощущается как сладкий аромат черемухи.
«Примечательно, что частицы феррита марганца локализуются непосредственно в области глиобластомы, а не рассеиваются по всему головному мозгу. Такие результаты говорят о возможности в будущем обеспечить адресную доставку лекарственных препаратов непосредственно к злокачественному новообразованию. Это открывает новые возможности для развития фармакологии. Потенциально этот механизм можно использовать для доставки лекарственных препаратов непосредственно в головной мозг при лечении болезни Паркинсона, деменции, депрессии и так далее», — отметил один из участников исследования, старший научный сотрудник Международного научно-исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» (МНИЦ ПМЭМ) ТПУ Александр Ромащенко.
Ученые показали на примере случая контакта опухоли с нейронами ольфакторной системы, что запаховая стимуляция усиливает транспорт наночастиц из носовой полости в глиобластому. Эффективность такой передачи выше в шесть раз по сравнению с введением тех же наночастиц внутривенно.
В исследовании приняли участие сотрудники ТПУ, ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН, Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН.
Работа выполнена при поддержке РНФ.