Химики из Коми создали «наноавтобус» для доставки лекарств в организм

Ученые Коми научного центра использовали наноцеллюлозу для адресной транспортировки витаминов, антиоксидантов и препарата против болезни Альцгеймера. Опыты проводились в том числе на мышах, и эксперименты показали эффективность подобного метода.

Фото БНК

Как рассказал БНК старший научный сотрудник Института химии КНЦ УрО РАН Михаил Торлопов, в учреждении занимаются наноцеллюлозой уже около 10 лет. Это природные соединения, которые изготавливаются из древесины, но при этом обладают той же твердостью, что и кевлар или сталь. Также эти частицы хорошо разлагаются в окружающей среде и усваиваются организмом человека.

На сегодня институт химии — фактически единственный центр по систематическому изучению наноцеллюлозы в России. Например, ей находят применение при создании композитных материалов, состоящих из двух или более компонентов. Также за счет маленьких размеров она может эффективно доставлять лекарства в организм.

— Наночастицы могут напрямую контактировать с клетками: размеры довольно близки. Они имеют на поверхности множество различных групп веществ, которыми как бы «сцепляются» с клетками. Кроме того, в некоторых случаях наночастицы способны даже проникать через клеточный барьер, — заметил Михаил Торлопов.

Попытки применить наноцеллюлозу как «маленький автобус для лекарств» начались с 2020-х и продолжались около пяти лет. По сути, эти частицы используются как «чешуйки брони», которыми окружают нужное вещество для защиты. Благодаря этому препараты, которые разрушаются из-за агрессивного желудочного сока, возможно принимать перорально. К тому же при помощи наноцеллюлозы удалось повысить эффективность самих лекарств.

Для управления «автобусом» на частицах образуют небольшие группы веществ, например, серы. Они помогают собираться наноцеллюлозе в своего рода «ансамбли», ловить опасные соединения, связываться с нужными местами на клетках.

Ученым удалось «посадить в наноавтобус» витамин D, которого часто не хватает людям на севере. Также смогли доставить таким образом в организм антиоксиданты, которые борются со свободными радикалами. Они образуются из-за постоянного стресса и как бы «пожирают» организм изнутри.

Еще одно применение — доставка лекарств, которые помогают при болезни Альцгеймера. Многие из препаратов тоже при пероральном приеме теряют в эффективности. Действенность защиты наноцеллюлозы проверили на мышах в Институте физиологии. Двум группам животных дали вещества, снижающие когнитивные способности, но второй половине также ввели лекарство, защищенное наночастицами. А потом грызунов пустили в лабиринт. По итогу первая группа мышей плохо реагировала на внешний стимул, забывала путь, была вялой. А вторая полностью справилась с задачами.

На мышах также проверили и токсичность разработанных препаратов. Опыты показали, что полученные соединения не мешают жизнедеятельности организма. Но чтобы лекарство попало на прилавки, необходимы тесты и на человеке. Предстоит изучить не только сиюминутный эффект, но и долгосрочные последствия, которые ощутит на себе «больной» и его дети. А на эти исследования может уйти до 20 лет. Кроме времени, необходимы и финансы. По словам Михаила Торлопова, на появление медицинского препарата на прилавках могут потратить как минимум миллиард рублей.

— По сути, если я пришел аспирантом и предложил лекарство, то только ближе к пенсии увижу, как оно выходит на рынок, — пояснил химик.

При этом ученый заметил, что к разработке уже проявили внимание государственные и коммерческие организации, которые «на определенных условиях» способны взять на себя коммерциализацию.

Сейчас ученым предстоит работать с модифицированной наноцеллюлозой: к ней удалось присоединить наноразмерные частички магнетита. Это позволяет изменять положение частиц и управлять ими при помощи магнитного поля. Химики сейчас изучают свойства веществ.