Ученые из технологического университета Джорджии получили полимеры нового типа - продукты их разложения безопасны для человека и окружающей среды. Новые полимеры, по мнению специалистов, будут использоваться, в основном, в медицине и фармацевтике и смогут обеспечить внутриклеточную доставку нужных медикаментов для лечения раковых
 |
???????????, ?????????????? ??????????? ?????? ? ???? ????????? ??????.
Разработка новых полимеров проводилась профессором Найреном Марти (Niren Murthy) из технологического университета Джорджии совместно с иммунологом Бали Палендраном (Bali Pulendran) из университета Эмори и их коллегами из других университетов, сообщает PhysOrg. Синтез нового типа биодеградирующих материалов не представляет трудностей, а продукты разложения могут свободно транспортироваться через клеточные мембраны, что позволяет использовать полимеры в качестве средств доставки лекарств.
Продукты разложения нового типа биодеградирующих полимеров - обычные пищевые добавки из семейства поликеталов, которые, в свою очередь, уже одобрены FDA для безопасного использования в пищевой промышленности и фармацевтике. В этом главное преимущество новых полимеров перед существующими - продукты разложения полимеров не будут накапливаться в тканях и вызывать их воспалительную реакцию, а будут успешно выводиться через клеточные мембраны с помощью механизмов диффузии.
"Еще 20-30 лет назад мы знали, что при накоплении наночастиц клеткой частицы собираются в зоне с pH, равным 5,0, - говорит проф. Марти. - И мы уже давно "приручили" наночастицы, поступающие внутрь животных клеток. Теперь, с появлением новых биодеградирующих материалов, можно использовать наш опыт для решения проблем в области фармацевтики".
Кислотная среда клетки вызывает гидролиз гидрофильных компонент наночастиц поликеталов, что вызывает разрушение полимера. Это полезное свойство биодеградирующих материалов ученые планируют использовать в фармацевтике. Если, например, окружить лекарство капсулой из подобного полимера, то она выпустит лекарство только во внутриклеточной среде с ее низким pH. Таким образом, лекарство в целости попадет в нужные клетки, что является важнейшей особенностью технологии по доставке лекарств (Drug Delivery).
Возможно вы искали - Реферат: Полиомиелит: вирусологическая диагностика и лечение
Также при разложении поликеталы не изменяют кислотную среду клетки, что очень важно при длительном использовании подобных препаратов. Ученые планируют в ближайшее время заняться изучением побочных эффектов при длительном воздействии полимерных капсул на организм.
По словам проф. Марти, разработка и синтез новых полимеров - довольно простой процесс. Схема их синтеза широко известна в синтетической химии, это так называемая реакция по замене ацеталов. Ученые воспользовались этой реакцией для синтеза новых полимеров и использовали в ней молекулу с двумя спиртовыми основаниями вместо одного.
"Самое интересное, что мы можем настраивать как механические свойства нанокапсул, так и время их разложения благодаря контролированию их синтеза - изменяя состав спиртов в реакции. Получается набор различных по действию полимеров. Так, например, для лечения острой печеночной недостаточности лекарство должно поступить в клетки в течение одного-двух дней. А при заболевании артритом это время колеблется от месяца до двух, - комментирует проф. Марти. - Одна из самых распространенных проблем при лечении пациентов с помощью нанокапсул-транспортов, состоящих из полиэстеров, заключается в накоплении продуктов их распада в клетках, так как деградация происходит в течение месяца. А поликеталовые полимеры разлагаются в течение недели, что способствует их быстрому выходу из тела пациента".
Ученые надеются детально исследовать поликеталы в клинических тестах, которые будут продолжаться около 5 лет. Опыты на животных уже принесли положительные результаты: мыши с острой печеночной недостаточностью были подвергнуты инъекциям поликеталов с фальшивым "грузом" медикаментов, и нанокапсулы доставили их непосредственно к клеткам печени.
В качестве "начинки" наногрузовиков для лечения острой печеночной недостаточности ученые планируют использовать антиоксиданты. У пациентов, больных этим заболеванием, клетки печени перестают функционировать из-за продуцирования активных кислородсодержащих веществ макрофагами. Лечение этого заболевания состоит в доставке энзима супероксида дисмутазы, который эффективно снижает активность и токсичные свойства супероксидов.
Похожий материал - Реферат: Полиомиелит: исторический очерк, эпидемиология и изменения внутренних органов
Другое применение полимерных нанокапсул - в доставке любых протеин-содержащих лекарств, что может помочь в борьбе с сахарным диабетом 1 типа. Лекарства будут доставляться постепенно, что позволит произвести терапию, скажем, раз в месяц, вместо того, чтобы делать частые инъекции инсулина.
В середине 2005 года ученые успешно запатентовали свое открытие нового семейства полимерных поликеталов в качестве оболочек для доставки лекарств. Еще ранее, в 2001 году, проф. Марти указывал на возможность использования поликеталов для производства фоторезистов, но это направление исследований еще не до конца изучено учеными. В настоящее время проф. Марти и его коллеги обсуждают возможность создания биомедицинской компании, специализирующейся на биодеградирующих наноматериалах на основе поликеталов /1/.
Наночастицы для лечения лекарственно-устойчивых форм рака
Наночастицы - один из инструментов наномедицины.
Двойное действие нового вида противоракового препарата направлено на доставку лекарства к опухолевым клеткам, а также на подавление эффекта резистентности, часто возникающего в результате медикаментозного лечения.
Очень интересно - Реферат: Полиомиелит: паралитическая, восстановительная и остаточная стадии
Ученые NortheasternUniversity, занимающиеся проблемами множественной лекарственной устойчивости раковых опухолей, в сотрудничестве с Нанотехнологическим Альянсом Национального института рака разработали полимерные наночастицы, которые сначала доставляют сильное противораковое лекарство непосредственно к раковым клеткам, а затем высвобождают агент, инициирующий в устойчивых к лекарству клетках процессы самопроизвольной смерти.
Тестирование нового вида терапии на привитой мышам человеческой опухоли (рака груди) показало эффективное достижение высоких концентраций обоих агентов в непосредственной близости к опухоли. Этими агентами являются разработанные ранее противораковое средство паклитаксел (paclitaxel) и инициирующий клеточную смерть церамид (сeramide).
Рис.1. Изучение биораспределения и фармакокинетических параметров многофункциональных противораковых наночастиц.
Паклитаксел – противоопухолевый препарат растительного происхождения, который препятствует образованию митотического веретена делящихся клеток. Церамид –липидный компонент мембраны, который является также сигнальной молекулой и вызывает апоптоз (программируемую клеточную смерть) в случаях повреждения клетки или нарушении клеточного цикла.
Вам будет интересно - Реферат: Полиомиелит: патогенез
Результаты работы, проведенной под руководством Мансура Амиджи (MansoorAmiji), были недавно опубликованы в журнале MolecularPharmaceutics (BiodistributionandPharmacokineticAnalysisofPaclitaxelandCeramideAdministeredinMultifunctionalPolymer-BlendNanoparticlesinDrugResistantBreastCancerModel).
В проведенном исследовании эти два лекарства были помещены в наночастицы, состоящие из двух полимеров. Первый полимер, поли(бета-аминоэфир), PbAE, быстро растворяется в закисленной среде внутри опухолевой клетки, высвобождая паклитаксел. Второй полимер, поли(d,l-лактид-ко-гликозид), PLGA растворяется в тех же условиях более медленно, высвобождая церамид в фазе когда в раковой клетке уже произошли изменения и сформировалась резистентность, и когда клетка готова вступить в апоптоз. Известно, что резистентные опухолевые клетки способны понижать природную концентрацию церамида, разрушая его молекулы, поэтому дополнительный церамид помогает протеканию природного процесса.
В мышиной модели человеческого рака груди с применением этих наночастиц ученые измеряли концентрацию лекарств в крови и в непосредственной близости к опухоли. Смесь двух видов наночастиц превосходно поддерживала высокий уровень лекарств в организме мышей, а их высвобождение и накопление наблюдалось в самих опухолях. В данном исследовании не ставилась задача выявить терапевтический эффект, изучению которого будут посвящены дальнейшие работы /2/.
Похожий материал - Реферат: Полиомиелит: патологическая анатомия и локализация морфологических изменений в нервной системе
