30.03.2006

 Ученые изобрели полимеры для доставки лекарств клеткам


Ученые из технологического университета Джорджии получили полимеры нового типа - продукты их разложения безопасны для человека и окружающей среды.

Новые полимеры, по мнению специалистов, будут использоваться, в основном, в медицине и фармацевтике и смогут обеспечить внутриклеточную доставку нужных медикаментов для лечения раковых заболеваний, воспалительных заболеваний тканей и даже отдельных клеток.

Разработка новых полимеров проводилась профессором Найреном Марти (Niren Murthy) из технологического университета Джорджии совместно с иммунологом Бали Палендраном (Bali Pulendran) из университета Эмори и их коллегами из других университетов, сообщает PhysOrg. Синтез нового типа биодеградирующих материалов не представляет трудностей, а продукты разложения могут свободно транспортироваться через клеточные мембраны, что позволяет использовать полимеры в качестве средств доставки лекарств.

Продукты разложения нового типа биодеградирующих полимеров - обычные пищевые добавки из семейства поликеталов, которые, в свою очередь, уже одобрены FDA для безопасного использования в пищевой промышленности и фармацевтике. В этом главное преимущество новых полимеров перед существующими - продукты разложения полимеров не будут накапливаться в тканях и вызывать их воспалительную реакцию, а будут успешно выводиться через клеточные мембраны с помощью механизмов диффузии.

"Еще 20-30 лет назад мы знали, что при накоплении наночастиц клеткой частицы собираются в зоне с pH равным 5,0, - говорит проф. Марти. - И мы уже давно "приручили" наночастицы, поступающие внутрь животных клеток. Теперь, с появлением новых биодеградирующих материалов, можно использовать наш опыт для решения проблем в области фармацевтики".

Кислотная среда клетки вызывает гидролиз гидрофильных компонент наночастиц поликеталов, что вызывает разрушение полимера. Это полезное свойство биодеградирующих материалов ученые планируют использовать в фармацевтике. Если, например, окружить лекарство капсулой из подобного полимера, то она выпустит лекарство только во внутриклеточной среде с ее низким pH. Таким образом, лекарство в целости попадет в нужные клетки, что является важнейшей особенностью технологии по доставке лекарств (Drug Delivery).

Также при разложении поликеталы не изменяют кислотную среду клетки, что очень важно при длительном использовании подобных препаратов. Ученые планируют в ближайшее время заняться изучением побочных эффектов при длительном воздействии полимерных капсул на организм.

По словам проф. Марти, разработка и синтез новых полимеров - довольно простой процесс. Схема их синтеза широко известна в синтетической химии, это так называемая реакция по замене ацеталов. Ученые воспользовались этой реакцией для синтеза новых полимеров и использовали в ней молекулу с двумя спиртовыми основаниями вместо одного.

"Самое интересное, что мы можем настраивать как механические свойства нанокапсул, так и время их разложения благодаря контролированию их синтеза - изменяя состав спиртов в реакции. Получается набор различных по действию полимеров. Так, например, для лечения острой печеночной недостаточности лекарство должно поступить в клетки в течение одного-двух дней. А при заболевании артритом это время колеблется от месяца до двух, - комментирует проф. Марти. - Одна из самых распространенных проблем при лечении пациентов с помощью нанокапсул-повозок, состоящих из полиэстеров заключается в накоплении продуктов их распада в клетках, так как деградация происходит в течение месяца. А поликеталовые полимеры разлагаются в течение недели, что способствует их быстрому выходу из тела пациента".

Ученые надеются детально исследовать поликеталы в клинических тестах, которые будут продолжаться около 5 лет. Опыты на животных уже принесли положительные результаты: мыши с острой печеночной недостаточностью были подвергнуты инъекциям поликеталов с фальшивым "грузом" медикаментов, и нанокапсулы доставили их непосредственно к клеткам печени.

В качестве "начинки" нано-грузовиков для лечения острой печеночной недостаточности ученые планируют использовать антиоксиданты. У пациентов, больных этим заболеванием, клетки печени перестают функционировать из-за продуцирования активных кислородсодержащих веществ макрофагами. Лечение этого заболевания состоит в доставке энзима супероксида дисмутазы, который эффективно снижает активность и токсичные свойства супероксидов.

Другое применение полимерных нанокапсул - в доставке любых протеин-содержащих лекарств, что может помочь в борьбе с сахарным диабетом 1 типа. Лекарства будут доставляться постепенно, что позволит произвести терапию, скажем, раз в месяц, вместо того чтобы делать частые инъекции инсулина.

В середине 2005 года ученые успешно запатентовали свое открытие нового семейства полимерных поликеталов в качестве оболочек для доставки лекарств. Еще ранее, в 2001 году, проф. Марти указывал на возможность использования поликеталов для производства фоторезистов, но это направление исследований еще не до конца изучено учеными. В настоящее время проф. Марти и его коллеги обсуждают возможность создания биомедицинской компании, специализирующейся на биодеградирующих наноматериалах на основе поликеталов.

Источник: Ученые изобрели полимеры для доставки лекарств клеткам




Другие новости:
  • Дефицит сна грозит смертьюДефицит сна грозит смертью06.05.2010
    Человек, отводящий на сон менее шести часов, значительно повышает свои шансы умереть раньше времени. К такому выводу пришли итальянские ученые, обследовав более 1,3 миллиона жителей Европы, США и Азии.
  • Получено вещество, убивающее свиной и птичий гриппПолучено вещество, убивающее свиной и птичий грипп22.07.2009
    Тайваньские ученые получили химическое соединение, которое, по их словам, может уничтожать вирусы свиного и птичьего гриппа в воздухе.
  • Ученые не уверены в антираковых свойствах зеленого чаяУченые не уверены в антираковых свойствах зеленого чая22.07.2009
    Два десятка лет специалисты изучают антираковые свойства зеленого чая, но до сих пор не могут точно сказать, защищает он от онкологических заболеваний или нет.
  • Кислоты омега-3 против стресса и за иммунитетКислоты омега-3 против стресса и за иммунитет22.07.2009
    Все болезни от нервов - это не столько народная мудрость, сколько научно обоснованный факт. Психонейроиммунологи находят этому все новые подтверждения.
  • Здоровье полости рта влияет на памятьЗдоровье полости рта влияет на память22.07.2009
    Национальный институт здоровья выделил $1,3 млн междисциплинарной команде ученых, которые намерены изучить, как состояние полости рта может влиять на память человека.
  • Кобзона выписали из больницыКобзона выписали из больницы22.07.2009
    Народный артист СССР Иосиф Кобзон во вторник вечером, 21 июля, был выписан из московского онкоцентра, где его за день до этого прооперировали.
  • Арбуз может заменить виагруАрбуз может заменить виагру22.07.2009
    По сообщениям ученых, арбуз содержит компоненты, которые воздействуют на кровеносные сосуды подобно виагре и могут даже повысить сексуальное влечение.
  • Обезьяны не спасут людей от СПИДаОбезьяны не спасут людей от СПИДа23.07.2009
    Проведенные недавно тесты доказали, высшие приматы столь же уязвимы для вируса иммунодефицита, как и человек.
  • Электронная сигарета опаснее обычнойЭлектронная сигарета опаснее обычной23.07.2009
    Электронные сигареты наносят вред здоровью не меньше обычных, утверждается в отчете департамента США по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными препаратами (FDA).
  • Первая в мире пересадка рук оказалась успешнойПервая в мире пересадка рук оказалась успешной23.07.2009
    Карл Мерк, потерявший обе руки в результате несчастного случая при сборе урожая в 2002 году, дал пресс-конференцию.
 
  Copyright © RIN 2001-. *  Обратная связь