​Ученые Томского политехнического университета исследуют технологии адресной доставки лекарств. В своей последней статье, опубликованной в журнале Advanced Healthcare Materials (IF 5.11; Q1), ученые Исследовательской школы биомедицинских технологий Томского политеха рассмотрели возможность использования различных типов живых клеток для доставки биологически активных соединений, а также представили результаты своих экспериментов.

Как отмечают исследователи, использование живых клеток в качестве троянских коней для переноса лекарств позволит снизить токсическое воздействие веществ на здоровые ткани организма.


В статье в качестве транспортеров лекарств ученые рассмотрели клетки крови — лейкоциты и нейтрофильные лейкоциты, эритроциты и тромбоциты, а также стволовые клетки. Клетки являются носителями для наокапсул, содержащих необходимые лекарственные соединения. Политехники синтезируют капсулы на основе биоразлагаемых полимеров, полипептидов и полисахаридов. Соединение живой клетки и нанокапсулы может происходить несколькими способами, включая ковалентную сшивку, взаимодействие клеток с носителем посредством антител и интернализацию — фагоцитоз, когда клетка поглощает капсулу.

«Над технологиями адресной доставки лекарств сегодня работают научные коллективы в разных странах, и в широкую медицинскую практику, конечно, они еще не внедрены. Ученые только ищут самые эффективные и безопасные методы. Наш коллектив уже провел большую работу по исследованиям и синтезу нанокапсул, которые можно использовать для доставки. Как одно из перспективных направлений доставки мы рассматриваем использование именно живых клеток в качестве троянских коней, переносящих нанокапсулы. За счет естественных механизмов они могут достигать очагов воспаления, опухолей в теле человека, чтобы лекарство действовало именно на пораженные клетки. Это особенно актуально для лечения онкологических заболеваний, при которых используются высокотоксичные препараты, оказывающее негативное влияние на здоровые ткани», — рассказывает инженер-исследователь Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Александр Тимин.

Управлять такими нанокапсулами, чтобы они «отдавали» лекарство в нужном месте и в нужно время, можно с помощью ультразвука, света, либо переменного магнитного поля. Такие технологии также разрабатываются учеными университета.

«Выбор лекарственного препарата во многом определяется типом носителя. В широком смысле мы можем загрузить любое низкомолекулярное соединения — противоопухолевые и антимикробные препараты, а также высокомолекулярные соединения — генетический материал, например, в виде одноцепочных РНК, матричных РНК и ДНК, — поясняете ученый. — После процесса инкапсулирования биологически активных веществ внутрь микроносителя, мы инкубируем наши носители с клетки в течение суток, что приводит к захвату капсул клетками. После чего мы можем ввести клетки с капсулами в организм, где клетки должны мигрировать в очаг опухоли или воспаления. Далее мы можем дистанционно воздействовать на место поражения, что приведет к высвобождению лекарства в необходимое место».Как показали эксперименты политехников, наиболее эффективно роль «транспорта» выполняют лимфоциты, в том числе и нейтрофилы, а также стволовые клетки.

«У лимфоцитов хорошая миграционная способность, они мигрируют к воспалительным очагам. Кроме того, их небольшой размер позволяет им свободно перемещаться по сосудам. Поэтому они могут нести препараты против ишемии, сердечно-сосудистых заболеваний, чтобы минимизировать последствия инсульта. Однако клетки крови не склонны к фагоцитозу и могут переносить на своей мембране буквально одну-две капсулы с лекарством. В то время как стволовые клетки — более крупные по размеры — могут переносить, по нашим экспериментальным данным, до 10 капсул, при этом их функциональная активность не снижается. Это особенно актуально для неоперабельных опухолей, к которым невозможно подобраться хирургическими инструментами, а с помощью маленьких клеток можно», — отмечает Александр Тимин.

Исследования стволовых клеток политехники ведут совместно с Научно-исследовательским институтом детской онкологии, гематологии и трансплантологии имени Р.М. Горбачевой.

Добавим, иллюстрация к статье ученых Томского политеха также стала обложкой номера журнала  Advanced Healthcare Materials. Она демонстрирует, как клетки, нагруженные нанокапсулами с биологически активными соединениями, по кровотоку мигрируют в очаг опухоли или воспаления.

Источники

Клеточные троянские кони могут сделать доставку лекарств более безопасной для здоровых клеток
Томский политехнический университет (tpu.ru), 21/03/2018
Клеточные троянские кони могут сделать доставку лекарств более безопасной для здоровых клеток
БезФормата.Ru Томск (tomsk.bezformata.ru), 21/03/2018
Клеточные "троянские кони" сделают доставку лекарств безопасней
Nanonewsnet.ru, 21/03/2018
Ученые из РФ предлагают превратить клетки крови в троянских коней для доставки лекарств
3DNews.ru, 23/03/2018
Ученые из РФ предлагают превратить клетки крови в троянских коней для доставки лекарств
НовостIT (novostit.com), 23/03/2018
Ученые из РФ предлагают превратить клетки крови в троянских коней для доставки лекарств
123ru.net, 23/03/2018
Ученые из РФ предлагают превратить клетки крови в троянских коней для доставки лекарств
Php (php.ru), 23/03/2018
Ученые из РФ предлагают превратить клетки крови в троянских коней для доставки лекарств
Спутник Новости (news.sputnik.ru), 23/03/2018

Похожие новости

  • 04/09/2017

    Томские ученые разработали новую программу «Медицина будущего»

    ​Ученые ТГУ и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработают новую комплексную программу для технологической платформы "Медицина будущего". Такое решение было принято на форуме "Армия-2017", в рамках которого прошел круглый стол об аддитивных технологиях в медицине.
    1105
  • 04/08/2016

    Сибирские ученые проводят испытания препарата для детоксикации печени

    ​Ученые Сибирского государственного медицинского университета (СибГМУ) проводят испытания уникального лекарственного средства, которое активирует системы детоксикации печени при хронических гепатитах различной природы.
    1239
  • 14/02/2018

    Томские ученые повысят эффективность лечения шизофрении и болезни Паркинсона

    ​Аспирант БИ ТГУ, сотрудник лаборатории молекулярной генетики и биохимии НИИ психического здоровья ТНИМЦ Иван Пожидаев исследует гены, которые влияют на реакцию человеческого организма на лекарства при шизофрении и болезни Паркинсона.
    782
  • 13/08/2018

    Томские ученые знают, как «захватить» наномир

    ​Пока мировое сообщество пытается узнать, что таят в себе морские глубины необъятного Мирового океана и бесконечное космическое пространство, зарубежные ученые Томского политехнического университета — профессора Рауль Родригес и Евгения Сергеевна Шеремет — пытаются «захватить» наномир и контролировать отдельные молекулы.
    133
  • 05/05/2016

    В Томске представят портативный экспресс-анализатор мельдония

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывают отечественный метод экспресс-определения содержания мельдония в организме спортсменов и в составе биологически активных добавок, а также портативный электрохимический анализатор, который будет дешевле импортных аналогов.
    1183
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    1442
  • 20/07/2018

    Бизнес будет создавать препараты и медтехнологии на базе СибГМУ

    ​19 июля в Центральной научно-исследовательской лаборатории СибГМУ состоялось подписание соглашения между вузом и Томским региональным инжиниринговым центром. Сотрудничество с ТРИЦ позволит СибГМУ привлекать различные проекты и предприятия для разработки и вывода на промышленное производство новых лекарств и медтехнологий, передает корреспондент vtomske.
    154
  • 26/04/2018

    В Томске разработали биополимер, контролирующий время действия лекарств

    ​Ученые из лаборатории полимеров и композиционных материалов Томского государственного университета (ТГУ) разработали биополимер, который поможет медикам и фармацевтам контролировать время действия лекарственных препаратов.
    282
  • 11/04/2016

    Разработка томских ученых поможет увеличить урожай

    ​В ​Томском госуниверситете (ТГУ) выделили штамм бактерий AZ-D10, который помогает растениям усваивать ценные вещества из воздуха, что позволяет значительно увеличить урожай.  Микроорганизм будет препятствовать и развитию грибных заболеваний, так как выделяет в окружающую среду биофунгициды и вещества, способствующие росту.
    1521
  • 29/06/2018

    Агрономы ТГУ помогут томичам решить проблему витаминного голода

    ​Здоровье населения во многом зависит от питания. В настоящее время многие горожане сталкиваются с тем, что называется голоданием второго типа: при употреблении достаточного количества пищи люди недополучают необходимые организму витамины и микроэлементы.
    186