Оригинал материала
Наноконтейнеры в борьбе с гриппом
По данным Всемирной организации здравоохранения, от гриппа ежегодно умирает от 250 до 500 тыс. человек. Из-за того что этот вирус быстро мутирует и становится устойчивым к лекарствам, разработать эффективную вакцину против него очень сложно. В России эту проблему пытаются решить ученые из НИИ гриппа в Санкт-Петербурге.
Они создали против свиного гриппа (H1N1) специальную антивирусную РНК . Она присоединяется к определенному участку вируса и не позволяет ему размножаться и дальше заражать организм.
Но как доставить это лекарство в организм? Чтобы молекула могла попасть в нужную клетку и при этом сохранить свои свойства, ее нужно упаковать в особую капсулу. Специально для антивирусной РНК ее разработали ученые из Лаборатории новых лекарственных форм на базе Томского политехнического университета. О результатах совместной работы было рассказано в журнале Scientific Reports от 7 марта 2017 года.
О деталях разработки ТрВ-Наука рассказал ведущий автор статьи, канд. хим. наук, мл. науч. сотр. лаборатории Александр Тимин.
— Чем занимается ваша лаборатория?
— Мы занимаемся целевой доставкой биологически активных молекул в клетки. Так мы можем влиять на их поведение и изменять их функции. А это повышает терапевтический эффект лекарственных препаратов. Мы разрабатываем мультифункциональные наноконтейнеры. В них мы заключаем нужное нам биологически активное вещество. Эти капсулы могут быть магнитоуправляемыми — доставлять вещество в нужное нам место с помощью магнита. Затем под действием различных физических или химических влияний — ультразвука, света, тепла — мы можем высвобождать лекарственный препарат. Или же вещества внутри клетки сами разрушают носитель.
— Какие заболевания можно лечить с помощью наноконтейнеров?
— Мы уже можем лечить острый лейкоз, различные виды рака. Мы встречаемся с медиками, выясняем, какую проблему нужно решить, и подбираем носитель под их практические нужды. Мы тесно сотрудничаем с врачами из Института детской гематологии и трансплантологии имени Раисы Горбачёвой.
— Почему новый наноконтейнер разработали именно против свиного гриппа, а не какого-то другого?
— В НИИ гриппа не могли доставить внутрь клетки антивирусные РНК, которые блокируют размножение этого вируса. Мы попробовали наш носитель и получили достаточно хорошие результаты. Что касается свиного гриппа, то на сегодняшний день это очень распространенный вирус. Кроме того, новые наноконтейнеры универсальны. Мы показали, что они работают против вируса свиного гриппа, но на самом деле мы можем переносить в них сразу несколько биологически активных веществ, которые будут действовать против разных типов вируса гриппа.
— Как наноконтейнер найдет клетку с вирусом?
— Мы предполагаем, что наноконтейнеры будут попадать в организм через нос в составе спрея. Человек его вдохнет, носители распределятся в носовых пазухах, а там уже нужные клетки их захватят. Но проблема захвата пока не решена. Сейчас мы как раз над этим работаем. Мы можем нанести на контейнеры специальные рецепторы, которые будут распознаны больными клетками. Однако придание селективности препарату — это более тонкая технология, которая требует больших затрат: и материальных, и человеческих сил. Дальше развивать эту идею мы будем вместе с инвесторами.
— Наноконтейнеры для доставки лекарств уже используют в медицине. А в чем уникальность ваших носителей?
— Для новых контейнеров мы использовали спкциальную золь-гель технологию, которая позволяет наносить на поверхность капсулы тонкий слой неорганического материала, в данном случае кремнезема. Обычные контейнеры похожи на сдутый футбольный мяч, а после нанесения такого слоя они уже похожи на шар. Такая технология дает возможность инкапсулирования (заключения в оболочку. — И. В.) очень маленьких молекул и в большом количестве. Мы можем использовать меньше капсул, и они эффективнее доставят лекарство.
Эксперименты показывают, что благодаря новому методу количество вируса в клетке сокращается более чем на 80%. Томские ученые продемонстрировали на моделях, как он работает. Однако, прежде чем препарат дойдет до конечного потребителя, он должен пройти несколько стадий клинических испытаний.
На следующем этапе — тестирования на живых организмах — к делу должны подключиться НИИ гриппа и инвесторы. Российский венчурный фонд (РВК) уже обратил внимание на многофункциональные наноконтейнеры. Сейчас сотрудники томской лаборатории работают совместно с учеными из Университета Гамбург-Эппендорф (Германия) над доставкой в клетки системы редактирования генома. Отметим, что томской лабораторией руководит профессор Лондонского университета королевы Марии (Великобритания) Глеб Сухоруков. Работу лаборатории финансирует Министерство образования и науки РФ и центр RASA — Russian-speaking Academic Science Association — Международная ассоциация русскоговорящих ученых.
Помимо Лондонского университета королевы Марии и НИИ гриппа Минздрава РФ в данном исследовании принимали участие специалисты из Первого санкт-петербургского государственного медицинского университета им. академика И. П. Павлова.
Александр Тимин
Беседовала Инна Воробей, научный журналист
1. nature.com/articles/s41598-017-00200-0?WT.feed_name=subjects_molecular-biology