Новости

Железное притяжение: анемию победят с помощью магнитных наночастиц

10 ноября 2020 Рубрика: Исследования и разработки, Новости организаций Ключевые слова: наночастицы, наночастицы железа, наножелезо, магнитные наночастицы, ферргидрит, адресная доставка лекарств

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 зачастую плохо усваиваются и вызывают побочные эффекты, например аллергию, поясняют специалисты. Новое же лекарство будет более биодоступным ввиду природного происхождения: изученные 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 Оксана Коленчукова. — 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».

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, — сообщила Оксана Коленчукова. — 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».

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, — отметила Оксана Коленчукова. — Эта проблема затрагивает также домашнюю птицу, крупный рогатый скот. И ее решение может улучшить производительность животноводческих комплексов и фермерских хозяйств».

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, — считает Владимир Потемкин. — Поэтому необходимо искать новые способы лечения этой болезни. Использование наночастиц — один из вариантов».

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.

«Эти биохимические процессы чрезвычайно сложны и многостадийны. Коррекция подобных состояний требует продолжительного времени и тщательного подбора схемы лечения, — пояснил Константин Бразовский. — 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» 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.

Мария Недюк

Добавить комментарий

  • 30
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31
  • 1
  • 2
  • 3