В Лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований (ЛНФ ОИЯИ) специалистами разработаны и изучены биогибридные лекарственные нанокомплексы на основе натуральных компонентов. Как сообщает пресс–центр института, новые препараты обладают антибактериальной и противораковой эффективностью. Результаты этих исследований могут стать основой для получения лекарств нового поколения для борьбы с устойчивыми микробами.
Синтез нового поколения нанопрепаратов для адресной доставки лекарств стал в настоящее время одной из актуальных задач современной фармакологии, поскольку они потенциально могут помочь в решении таких злободневных проблем, как борьба с устойчивыми к антибиотикам бактериями и раковыми заболеваниями.
По словам старшего научного сотрудника ЛНФ, к. ф.-м. н. Юлии Горшковой, для создания препаратов нового поколения на основе фитогенерированных Ag/AgCl наночастиц, перед научной группой ЛНФ ОИЯИ стояла задача разработать и провести структурные, спектральные и морфологические исследования, по результатам которых были бы отобраны стабильные биогибриды с требуемыми параметрами: состав, форма, размер. После характеризации требовалось провести ряд биологических тестов выбранных нанокомплексов, чтобы определить возможность их применения в борьбе как с резистентными бактериями, так и с раковыми заболеваниями.
Все вещества, использованные учеными ОИЯИ при создании биосовместимых гибридных нанокомплексов, основаны на натуральных ингредиентах. Первыми из которых стали «зеленые» наночастицы серебраихлорида серебра, полученные из выжимка корня куркумы либо смеси листьев винограда и мяты. Также в качестве компонентов были использованы липосомы соевого лецитина и хитозан.
«Помимо того, что любая клетка защищена мембраной, сама мембрана также имеет защитную оболочку – гликокаликс. Чтобы преодолеть эту защиту и доставить наш материал в клетку, мы применили природный биополимер – хитозан. Он нетоксичный, малоаллергичный, биосовместимый и биоразлагаемый», — пояснила Юлия Горшкова.
В результате были получены и изучены различными физико-химическими методами три биогибридных нанокомплекса. Учеными были проведены тесты на биологические активности полученных биосовместимых гибридных нанокомплексов, которые показали их хорошую антиоксидантную активность. Антибактериальная активность нанопрепаратов была изучена на грамм-положительных и грамм-отрицательных бактериальных клетках.
«Протестировав наши разработанные наноматериалы против энтерококка, мы не получили достаточный результат, что является поводом для дальнейшей модификации разрабатываемой наносистемы. При этом против стафилококка и палочки Коха был получен весомый результат, который позволяет говорить, что на таких биоматериалах, которые базируются на природных компонентах, можно разработать новое поколение лекарств, которые будут бороться с устойчивыми микробами», – комментирует работу Юлия Горшкова.
Ученые также провели мониторинг противораковой эффективности, определив терапевтический индекс нанокомплексов. Для некоторых получившихся систем он превысил единицу, а это означает, что его активность против раковых клеток больше, чем против здоровых клеток.
В эксперименте in vitro на клеточных линиях рака толстой кишки и рака печени человека все комплексы показали свою активность. Были также определены рабочие концентрации обработки клеток разработанными наноматериалами. Два из трех разработанных комплекса показали гемолитическую активность, что значит, что они могут разрушать клетки крови. Однако третий композит, имеющий в своем составе биоподобные липидные бислои, показал отсутствие гемолитической активности и проявил наиболее высокую из трех композитов эффективность.
Работа выполнена в международной коллаборации химиков, биологов, физиков и медиков из пяти стран: России, Румынии, Сербии, Польши и Чехии при финансовой поддержке грантов и программ ОИЯИ-Румыния.
