Сибирские ученые разработали частицы "наножелеза", способные доставлять лекарства в органы и ткани тела человека и лечить анемию. От нее страдает около 40% людей в мире. Современные препараты для повышения гемоглобина зачастуюплохо усваиваются и вызывают побочные эффекты, например аллергию, поясняют специалисты. Новое же лекарство будет более доступным ввиду природного происхождения: изучены частицы - продукты жизнедеятельности бактерий. Сейчас ученые исследуют, можно ли использовать препарат в терапии железодефицита у сельскохозяйственных животных.

Вылечить малокровие

Ученые Сибирского федерального университета и Федерального исследовательского центра КНЦ СО РАН изучили свойства магнитных наночастиц ферргидрита (минерал оксигидроксида железа) и их воздействие на клетки крови человека. В перспективе они могут служить для адресной доставки лекарств в пораженные органы и ткани человеческого тела, а также для лечения анемии (или малокровия, уменьшения количества эритроцитов и гемоглобина в крови).

Частицы «наножелеза» получили в лабораторных условиях благодаря особой бактериальной культуре, рассказала «Известиям» соавтор исследования, профессор кафедры биофизики и кафедры медико-биологических основ физической культуры и оздоровительных технологий СФУ Оксана Коленчукова.

— Наночастицы ферргидрита привлекательны ввиду их биогенного (природного) происхождения. Это продукты жизнедеятельности бактерий Klebsiella oxytoca, — пояснила специалист. — Они обладают магнитным свойствами, поэтому нам стало интересно, смогут ли они решать задачи, связанные с медициной, — например, доставлять в больной орган лекарства, если их туда направит магнит.

исследование 

Фото: РИА Новости/Константин Михальчевский

Наночастицы ферргидрита в различных концентрациях поместили в живые клетки, выделенные из крови 29 условно здоровых доноров. Затем изучили функциональную активность этих клеток: фагоцитов, нейтрофилов, моноцитов и эозинофилов, как в обычном состоянии, так и в «нагруженном» наночастицами.

— Представьте различные сосуды, в один из которых вы добавили, скажем, щепотку соли, в другой — чайную ложку, в третий — столовую и так далее. Мы изучали состояние клеток крови «без всего», а затем — с «насыщением» в виде частиц ферргидрита в разной концентрации. Причем фиксировали состояние клеток как моментально, сразу после добавления наночастиц, так и отсрочено, — сообщила Оксана Коленчкова.​​

Для животных и людей

В результате эксперимента ученые выяснили, что в определенных концентрациях наночастицы ферргидрита подавляют нормальное функционирование клеток крови, а в каких-то, напротив, его стимулируют. Специалисты считают, что свойство к стимуляции нормального кроветворения можно использовать для лечения железодефицитной анемии. Однако прежде чем создавать такое лекарство, необходимо испытать его на животных. Как подчеркивают разработчики, вполне вероятно, что в процессе исследований получится создать и отдельный ветеринарный препарат для терапии малокровия у животных.

— Такие эксперименты уже проводятся, ведь от анемий различного происхождения страдают не только люди. Эта проблема затрагивает также домашнюю птицу, крупный рогатый скот. И ее решение может улучшить производительность животноводческих комплексов и фермерских хозяйств, — отметила Оксана Коленчукова.​

инъекция 

Фото: ТАСС/URA.RU/Вадим Ахметов

Еще одно вероятное применение изученных наночастиц — это сделать их «курьерами», доставляющими сильнодействующие лекарства адресно в пострадавший (например, от опухоли или травмы) орган, минуя здоровые органы и ткани человека и не раздражая желудочно-кишечный тракт. Предполагается, что препарат с «наножелезом» будут вводить пациенту инъекционно. Затем лекарство направят в нужную локацию с помощью магнита.

Биологические мини-фабрики

Анемия — нетяжелое заболевание, однако в той или иной мере им страдает около 40% людей на Земле. При этом она может быть причиной других патологий, например, ишемической болезни сердца, сообщил «Известиям» начальник Научно-исследовательской лаборатории компьютерного моделирования лекарственных средств ЮУрГУ Владимир Потемкин.

— Поскольку всегда важно устранять причину, а не следствие, лечение анемии до сих пор актуально. Существующие сегодня методики лечения анемии применяются давно, однако они не демонстрируют высокой эффективности. Поэтому необходимо искать новые способы лечения этой болезни. Использование наночастиц — один из вариантов, — считает специалист.

Возможность лечения железодефицитной анемии с помощью нанотехнологий путем прямой доставки исходных компонентов к месту образования гемоглобина выглядит многообещающе, сказал в разговоре с «Известиями» профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета (ТПУ) Константин Бразовский. Дело в том, что во многих случаях малокровие возникает не только как следствие недостаточного содержания железа в пище, но из-за нарушения процессов формирования внутреннего депо трехвалентного железа.

наука 

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Кристина Кормилицына

— Эти биохимические процессы чрезвычайно сложны и многостадийны. Коррекция подобных состояний требует продолжительного времени и тщательного подбора схемы лечения, — пояснил профессор. — Представленная разработка при условии доказательства безопасности и эффективности созданных биогенных наночастиц ферргидрита может открыть новую страницу в лечении широкого спектра железодефицитных состояний, обусловленных нарушениями обмена железа в организме.

Кроме того, синтез наночастиц с помощью бактерий, выступающих своего рода «биологическими мини-фабриками», — один из ярких современных трендов, который укладывается в концепцию «зеленых технологий», уверена доцент кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (вуза — участника проекта повышения конкурентоспособности образования «5-100») Юлия Спивак.

— Проблема анемии остается актуальной, и разработка биодоступных форм железа с высоким процентом усвоения организмом является чрезвычайно востребованной тематикой, — рассказала Юлия Спивак. — Однако остается открытым вопрос «утилизации» и путей выведения таких наночастиц из организма.​​

Понять это, а также изучить, насколько частицы биосовместимы и нетоксичны, ученым СФУ еще предстоит во время доклинических и клинических испытаний препарата.

Автор: ​Мария Недюк.

Похожие новости

  • 26/10/2020

    Изучен комплекс лактатдегидрогеназы с оксидом железа

    ​Учёные исследовали свойства соединения фермента лактатдегидрогеназы с наночастицами оксидов металлов. Оказалось, что добавление металла делает белок устойчивее к повышенной температуре. Эти результаты важны для решения широкого спектра биохимических, биологических, фармакологических или клинических задач.
    177
  • 20/11/2020

    Красноярские ученые рассказали как и зачем использовать в науке биолюминесценцию живых организмов

    ​Биолюминесценция – способность живых организмов излучать свет, самостоятельно или в симбиозе с другими организмами. Это невероятно красивый процесс. Ученые из разных уголков мира пытаются понять его механизм, химическое действие, зачем он нужен живым организмам, и главное – как можно использовать этот свет на службу человечеству.
    398
  • 25/02/2020

    Ученые — о ближайшем будущем технологий

    ​Ученые из российских вузов Проекта 5–100 рассказали о том, каких прорывов и открытий в сфере своих научных интересов они ждут в ближайшее десятилетие. Мы отобрали прогнозы о развитии технологий, к которым стоит присмотреться бизнесу.
    969
  • 09/11/2020

    Квантовый шум: обзор новостей из мира элементарных частиц

    ​Специалисты в области субатомной физики не унимаются: в последние полгода они расщепляли ядра, двигали зеркала квантовым шумом, ловили протоны и делали множество других интересных вещей. Мы подготовили очередной обзор новостей из мира элементарных частиц.
    237
  • 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.
    108
  • 21/01/2019

    Ученые исследовали биологическую активность углеродных наноструктур

    ​​Ученые Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета исследовали биологическую активность углеродных наноструктур искусственного и естественного происхождения.
    2149
  • 22/10/2020

    Наночастицы из бактерий помогают антибиотику лучше бороться с воспалениями

    ​Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали мазь из магнитных наночастиц и антибиотика для лечения ожогов. Благодаря наночастицам, антибиотик проникает вглубь раны и убивает больше болезнетворных бактерий, способствуя быстрому восстановлению тканей.
    261
  • 14/03/2018

    Наноалмазы помогут обнаружить загрязнение воды фенолом

    ​Ученые Института биофизики Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) показали, что детонационные наноалмазы можно использовать для выявления фенолов в воде.
    1380
  • 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.
    251
  • 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.
    309