​​Научный коллектив НИТУ «МИСиС», СибГМУ и РНИМУ им. Н.И.Пирогова обнаружил, что эффективность проникновения магнитных наночастиц с лекарством в опухоль зависит от уровня pH ее микроокружения (тканей). Результаты исследования помогут создать онкотерапевтическое средство «точного попадания» и опубликованы в международном научном журнале Nanomedicine. 

Магнитные наночастицы оксида железа уже довольно давно используются учеными как перспективная платформа для адресной доставки лекарств по причине их большой площади поверхности и диапазона наноразмеров. Их можно визуализировать in vivo (в живом организме) с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) и обеспечить контролируемое высвобождение лекарства в нужном месте тела за счет переменного магнитного поля. 

Тем не менее, до сих пор очень сложно осуществить выборочное накопление таких магнитных наночастиц в опухоли после их введения. Чтобы управлять потоком неживых частиц более точно, ученые снабжают их различными «присадками» биологической природы — биополимерными оболочками, частями молекул, пептидами и т.д. По словам Максима Абакумова, заведующего лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС», самые современные системы доставки лекарств основаны на использовании наночастиц, которые «умеют» реагировать на микроокружение опухоли. Это так называемые биологически чувствительные наночастицы. 

Они обычно покрыты биополимерами и соединены с молекулами, которые могут вызывать некоторый ответ тканей или клеток организма (например, связывание с опухолевыми клетками или высвобождение лекарства) только в условиях, характерных, специфичных для опухоли. Это могут быть гипоксия или кислотный pH. Таким образом, работа лекарства точно локализуется именно в опухоли. 

Коллектив ученых из НИТУ «МИСиС», СибГМу, РНИМУ им. Н.И. Пирогова провел всестороннее исследование pH-управляемой доставки магнитных наночастиц, модифицированных pHLIP (короткий пептид, белковое соединение из аминокислот), обеспечивающей повышенный захват вещества в клетках только при пониженных значениях рН. Эксперименты прошли in vitro и in vivo (на мышиной модели рака груди). Для измерения pH опухоли in vivo был использован оригинальный метод измерения pH с помощью нанозонда. Он применялся для оценки влияния степени кислотности опухоли на накопление магнитных наночастиц в опухоли. 

«Наш эксперимент in vivo показал, что магнитные наночастицы, соединенные с pHLIP, удерживаются примерно в 3 раза лучше в опухолевой ткани в сравнении с обычными наночастицами. Таким образом, мы можем сделать вывод, что препарат может выделяться из кровеносного сосуда, достигать зоны опухоли с кислым внеклеточным pH и связываться со злокачественными клетками, что подтверждается гистологическим анализом. Примечательно, что хотя такой нанопрепарат попадает внутрь опухоли, неоднородность уровня pH в опухоли влияет на доставку, а именно на удерживание и накопление в ткани опухоли», — рассказал соавтор исследования, заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС», к.х.н. Максим Абакумов

По словам разработчика, наилучшая эффективность поглощения достигается при слабокислом pH, который характерен для опухолевого микроокружения. В настоящее время коллектив продолжает доклинические исследования полученной системы доставки лекарств.


Похожие новости

  • 12/02/2021

    Международный день женщин и девочек в науке: КНЦ СО РАН

    ​​11 февраля провозглашен Международным днем женщин и девочек в науке. Как отмечается на сайте ООН, наука и гендерное равенство являются неотъемлемыми элементами достижения целей развития, изложенных в Повестке дня устойчивого развития до 2030 года.
    537
  • 30/10/2020

    В Якутии создали устройство, которое в два раза сокращает число вирусов в общественном транспорте

    ​Резидент технопарка "Якутия" компания Jera Ai разработала и установила в маршрутном автобусе рециркулятор, созданный специально для обеззараживания воздуха в автотранспорте. Тестирование воздуха показало, что устройство снижает число бактерий и микробов в 2 раза.
    620
  • 27/11/2020

    Единственный в своем роде: уникальные компетенции Центра Мешалкина в оказании помощи пациентам с онкологической патологией

    ​​Получение высокотехнологичной медицинской помощи онкологическими пациентами с тяжелой сопутствующей сердечно-сосудистой патологией – значительная проблема не только в России, но и во всем мире. В 2010 г.
    516
  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    875
  • 28/10/2020

    Новосибирские биологи модифицируют химерное антитело от клещевого энцефалита

    ​Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН планируют модифицировать химерное антитело, на основе которого создается препарат от клещевого энцефалита, для его связи с различными субтипами вируса, сообщил журналистам в ходе площадки открытых коммуникаций OpenBio научный сотрудник ИХБФМ СО РАН Иван Байков.
    607
  • 23/11/2020

    Единой командой. Альянс науки и бизнеса обеспечит массовую вакцинацию от коронавируса

    ​​Недавние новости о российской вакцине «Спутник V» впечатляют. О ее высокой эффективности объявили Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи и Российский фонд прямых инвестиций.
    444
  • 26/11/2020

    Эксперты помогают бороться с браконьерством сибирского осетра

    ​​Эксперты-ихтиологи Красноярского ЦСМ Росстандарта и ученые-биологи Сибирского федерального университета (СФУ) и Института биофизики СО РАН для проведения судебных ихтиологических экспертиз применяют в своей практике методики, позволяющие определить видовую принадлежность рыбы и установить ее среду обитания до вылова.
    451
  • 12/02/2021

    Эксперты выделили точки роста для сотрудничества РФ и КНР в инновациях

    ​Лидеры России и Китая приняли решение о проведении Годов российско-китайского научно-технического и инновационного сотрудничества в 2020-2021 годах. Церемония их открытия в прошлом году прошла в видеоформате, была подписана дорожная карта российско-китайского сотрудничества в области науки, технологий и инноваций на 2020-2025 годы.
    498
  • 24/03/2021

    Лазером бороться с туберкулёзом предлагают новосибирские учёные

    Новосибирские учёные разрабатывают новые методы лечения опасного инфекционного заболевания. Об этом они заявили 24 марта журналистам «Вестей», во Всемирный день борьбы с туберкулёзом. Результаты исследований обнадёживают.
    355
  • 14/12/2020

    Онлайн-семинар ИВМиМГ СО РАН по численному моделированию природных процессов

    ​​15 декабря 2020 года в 16.00 онлайн состоится заседание семинара ИВМиМГ СО РАН "Численные методы прямого и обратного моделирования природных процессов", д.ф.-м.н. Иван Гаврилович Казанцев сделает доклад "Прямое и обратное моделирование в задачах эмиссионной томографии и трансмиссионной электронной микроскопии".
    900