Как доставить лекарственный препарат точно в ту часть тела, где он должен выполнить свою работу, не вызвав каких-либо эффектов в других органах и тканях? Учёные из Стэнфордского университета считают, что решение в комбинации наночастиц, ультразвуковых импульсов и... сахара.
Они разработали систему доставки лекарств практически в любую точку тела с точностью до нескольких миллиметров. Радиолог профессор Рааг Айран (Raag Airan), старший автор исследования, опубликованного на этой неделе в журнале Nature Nanotechnology, пояснил, что эта технология позволит "максимизировать терапевтический эффект многих современных препаратов при минимизации их побочных эффектов на другие органы и ткани".
Свою методику использования ультразвуковых реагентных наночастиц для доставки двух препаратов учёные протестировали на лабораторных крысах.
Первым препаратом стал кетамин, его доза была встроена в наночастицы и стабилизирована раствором сахара (5% сахарозы). После введения препарата инъекционно с последующей активизацией низкочастотным ультразвуковым импульсом, направленным специальным преобразователем на определённую область мозга, концентрация кетамина в этой области оказалась втрое выше, чем в остальных частях мозга, что продемонстрировало точное место высвобождения препарата.
Кроме того, учёные успешно применили целенаправленную доставку кетамина в префронтальную кору головного мозга — область, регулирующую эмоциональный стресс, — каждый раз эффективно нивелировав тревожное поведение животных. Это свидетельствует о возможности использования подобной системы при лечении депрессии с исключением диссоциативных побочных эффектов, часто сопровождающих приём прописанного лекарственного препарата.
Этот же подход был использован для блокирования боли в седалищном нерве ноги крысы с помощью местного анестетика.
Данная методика позволит пациентам получать инъекцию в той части тела, где введение иглы не вызывает сильного дискомфорта, а затем врач с помощью сфокусированного ультразвукового воздействия сможет активировать анестезию непосредственно в месте лечения.
Это не первый случай, когда ультразвуковая технология была применена для доставки лекарственных препаратов. Еще в 2012 году специалисты Массачусетского технологического института использовали ультразвук для удаления верхнего слоя кожи, что обеспечивало безболезненное применение медикамента.
В 2018 году ученые Оксфорда направили ультразвуковые лучи на чувствительные к теплу капсулы с препаратом, чтобы напрямую воздействовать на опухоль. В 2023 году научная группа Массачусетского технологического института представила гидрогелевый пластырь, который посылает ультразвуковые импульсы, внедряющие микродозы лекарства сквозь кожу.
Анонсы статей смотрите в Telegram или ОК
Сам профессор Айран ранее изучал применение ультразвука для доставки лекарств и предложил в 2018 году подобную систему. Она не отличалась совершенством, поскольку использованные наночастицы с лекарством были нестабильны при температуре человеческого тела, что приводило к преждевременному высвобождению препарата.
Чтобы усовершенствовать свою технологию, профессор заменил материал оболочки наночастиц и применил раствор сахара, обеспечивший различие акустического импеданса между частицами и окружающей средой. Это позволило ультразвуковому сигналу действовать именно на эти наночастицы.
Сейчас научная группа работает над проведением первого клинического испытания новой методики, которое предполагает использование кетамина для изменения эмоционального восприятия пациентом хронической боли.
Хотя потребуется ещё несколько лет, прежде чем система получит необходимые одобрения для повсеместного внедрения, её перспективы в плане повышения эффективности психотропных препаратов при лечении психических расстройств с минимальными побочными воздействиями выглядят многообещающе.
Перевод: Виктор Трибунский
Источник