Исследователи из Иваново разработали лекарственные гели, содержащие метотрексат — препарат, который используют при лечении аутоиммунных и онкологических заболеваний. Такие гели в России ранее не производились. На данный момент разработка прошла испытания in vitro («в пробирке»). Работа выполнена сотрудниками подведомственного Минобрнауки России Института химии растворов (ИХР) имени Г. А. Крестова РАН.
Кожные патологии (дерматозы) занимают 5-е место среди всех учитываемых заболеваний по значимости и распространенности, а на рак кожи приходится около 12–15% всех случаев новообразований. Перспективный метод лечения таких заболеваний — доставка через кожу метотрексата — фармакологически активного агента, убивающего опухолевые клетки. Метотрексат включают в лекарственные формы для наружного применения, прежде всего, гели.
Такой способ лечения может позволить избежать операции и избавить пациента от некоторых эстетических дефектов. Однако в арсенале отечественных онкологов такие препараты крайне малочисленны, так как их производят за рубежом.
В качестве полимерных матриц (главных компонентов) для получения таких гелей используют синтетические высокомолекулярные соединения: карбомеры (производные акриловой кислоты), полиэтиленоксиды, полиэтиленгликоли, плюроники и так далее. Но для достижения требуемой вязкости лекарства необходимы очень высокие концентрации (порядка до 20 масс.%) этих полимеров, что негативно влияет на стоимость конечного продукта и может быть опасно для окружающей среды.
Для создания отечественных гелей с метотрексатом специалисты ИХР РАН предложили использовать йота-каррагинан — природный биосовместимый полимер, получаемый из красных морских водорослей вида Е. spinosum. Среди прочих свойств, йота-каррагинан обладает высокой загущающей способностью, необходимой для создания гелей.
Однако метотрексат плохо растворяется в водных средах, поэтому ученые решили включить в состав геля дополнительно β-циклодекстрин. Как было установлено ранее, это вещество существенно повышает растворимость лекарства за счет образования с ним устойчивых комплексов включения.
«Циклодекстрины имеют уникальное строение, ведь форма их молекул представляет собой полый усеченный конус, внутрь которого может попадать лекарственное соединение и удерживаться в нем за счет взаимодействий. Все это и есть комплекс включения. Молекула лекарства располагается в молекуле циклодекстрина, как в капсуле или контейнере, то есть происходит капсулирование лекарства на молекулярном уровне», — объясняет доктор химических наук, заведующая лабораторией «Химия олигасахаридов и функциональных материалов на их основе» ИХР РАН Ирина Терехова.
Введение β-циклодекстрина в состав геля йота-каррагинана дало возможность увеличить содержание в нем метотрексата в 8 раз, не влияя при этом на структурно-механические свойства лекарственной формы.
Ученые предполагают, что таким образом удастся не только оптимизировать содержание метотрексата в геле, но и достичь требуемого терапевтического эффекта при минимальном токсическом действии на организм. Кроме того, β-циклодекстрин способен контролировать скорость высвобождения метотрексата из геля и его проницаемость через кожный покров.
«Использование β-циклодекстрина позволяет стабилизировать метотрексат в процессе хранения лекарства. Полученные результаты могут служить основой для разработки новых композиционных гелей фармацевтического назначения, которые станут альтернативой импортным препаратам», — рассказывает кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории химии олигасахаридов и функциональных материалов на их основе ИХР РАН Наталия Кочкина.
Испытания гелей были проведены на моделях биологических мембран (in vitro эксперименты). Сейчас исследователи ИХР РАН ведут поиск промышленного партнера, чтобы целенаправленно провести доклинические и клинические испытания гелей.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (№22-23-00891), его результаты опубликованы в одном из международных научных журналов.