Попадать лекарствам точно до органа-мишени, что позволяет снизить дозу, помогает их упаковка в липосомы, что более безопасно и эффективно.

Применение наноконтейнеров в медицине открывает перед ней новые возможности.

Как медицина использует нанотехнологии? «Поскольку основной объект воздействия современной медицины — это клетка, а зачастую — макромолекулы, — объясняет доктор химических наук Александр Петрович Каплун, работающий на кафедре биотехнологии МИТХТ, — то и инструменты для их починки должны быть того же порядка, что и объект, то есть нанометрового диапазона». Для медицины наноразмеры — это все, что меньше 1 мкм, получается, что это понятие в медицине несколько менее строгое, чем в физике или химии. Важно, чтобы нанообъект проходил через поры капилляров размеров 100–200 нм.

Существенно не более или менее строгое ограничение размеров нанообъектов, а то, что при переходе к этим размерам объект приобретает качественно новые свойства. Именно этим и отличаются лекарственные нанопрепараты. Под этим словом понимают лекарства, молекулы которых упакованы в наноконтейнеры – например, липосомы. В таком «упакованном» виде они поступают в организм, достигают органов и клеток-мишеней, высвобождают лекарство и распадаются на безопасные части, которые организм покидают. Оказывается, нанопрепараты приобретают некоторые чудесные свойства. В липосомном виде увеличивается растворимость многих лекарственных веществ, что крайне важно для их действия. Уменьшается токсичность, поскольку действующее вещество защищено липосомной оболочкой. Поэтому лекарство действует только тогда, когда достигает клетки-мишени, никак не раньше, и по пути не деградирует, а доходит в активной форме. Все это позволяет снизить эффективную дозу лекарства, что особенно существенно, например, для онкологических больных, получающих химиотерапию.

В основе прицельной доставки нанопрепаратов к мишеням лежат два основных механизма. Во-первых, они обладают свойством пассивного нацеливания. В районе воспаления в капиллярах расширяются поры, и липосомы проходят как раз через эти поры, то есть, попадают именно туда, куда нужно. Но можно организовать еще и активный транспорт, присоединяя к наночастице «молекулярный адрес» к рецепторам на мембранах клеток-мишеней.

Все эти свойства проверены на нанопрепаратах, которые разработаны на кафедре биотехнологии МИТХТ и либо уже применяются, либо проходят испытания. В Харькове производят липосомный доксорубицин — препарат для химиотерапии рака. Показано, что его липосомная форма действует в несколько раз эффективнее, чем просто раствор. Разработана и липосомная форма противопаркинсонической субстанции ДОФА. В крови ДОФА быстро деградирует, так что только 20% введенного лекарства достигает гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Липосомы, помимо всего прочего, облегчают прохождение вещества через ГЭБ. При применении липосомной формы ДОФА эффективную дозу можно уменьшить в 10 раз, а продолжительность действия лекарства в два-три раза увеличивается. Липосомы позволяют использовать для лечения не ДОФА (предшественник нейромедиатора дофамина) а сам дофамин. Это именно то, чего не хватает клеткам мозга при болезни Паркинсона, но без липосом он не оказывает никакого эффекта. На мышах показано, что при введении липомосной формы дофамина концентрация его в мозжечке почти достигает уровня здоровых животных.

Еще один нанопрепарат — липосомный баларпан, который восстанавливает роговицу при кератинопатии. На кроликах проверено, что при использовании липосомной формы прочность рубца на зажившей роговице в пять раз больше.

В препарате бетулиновой кислоты, которая действует против меланомы, липосомная форма существенно повышает растворимость, а еще лучше растворяется вещество в форме нанокристаллов. Электронномикроскопические фотографии показывают, как меченые наночастицы бетулиновой кислоты проникают в клетки меланомы, предположительно, по механизму эндоцитоза.

Ученые из МИТХТ сделали липосомный препарат и из тритерпеноидов бересты. Оказалось, экстракт березовой коры обладает просто невероятным набором биологических активностей: антиоксидантной, иммуномодулирующей, антимутагенной и пр. Из этого экстракта исследователи изготовили наночастицы, которые, как они показали, взаимодействуют с иммунными клетками.

Итак, из нескольких нанопрепаратов, разработанных на кафедре биотехнологии МИТХТ, три уже производятся: Липодокс — липосомный доксорубицин, Липин (противогипоксический), Лиолив (гепатопротекторный). Клинические испытания проходят два противоопухолевых препарата: Цисплатин и Фторурацил. Начинаются клинические испытания трех препаратов: Антилипошок (антигеморрагический), Баларпан (ранозаживляющий), Хлорофилипт (противовоспалительный). Биологические испытания проходят: Аминофосфатид (против гемолитической болезни новорожденных), Бетусом (антимеланомный), Фотосом (противоопухолевый), Рифамицин и Изоцианид (противотуберкулезные).