Исследователи Уральского федерального университета (УрФУ) предложили, в качестве носителя для химиотерапевтического препарата, использовать нанокластерный полиоксометаллат. Он поможет доставлять лекарства точно к раковой опухоли без токсичного воздействия на здоровые клетки.
Ученые УрФУ проверили, как нанокластер будет взаимодействовать с доксорубицином, известным противоопухолевым антибиотиком, производимым, как в России, так и за рубежом. Лекарственный препарат хорошо разрушает опухолевые структуры, но обладает низкой избирательностью. Высокие концентрации препарата, необходимые для разрушения раковых клеток, токсичны для ослабленного организма.
Исследователи в ходе своей работы, выяснили, как полиоксометаллат с антибиотиком внутри будет воздействовать на здоровые и опухолевые клетки, и подобрали наиболее эффективную концентрацию лекарства.
«Мы исследовали молибденовые полиоксометаллаты — многоатомные ионы, состоящие из молибдена и железа, соединенные вместе общими атомами кислорода, содержащие органические группы. Их особенность в том, что они представляют собой нанокластер, к поверхности которого можно прикрепить лекарственный препарат и доставить его к опухолевому образованию. Сами полиоксометаллаты не токсичны для живых клеток, не изменяют их функции и морфологию. Наоборот, клетки способны поглощать эти нанокапсулы без какого-либо вреда. Полиоксометаллаты вызывают в организме теплокровных животных эффект повышения уровня гемоглобина и количества эритроцитов, что дает возможность использовать их для лечения и профилактики анемии», — комментирует Мария Улитко, директор департамента биологии и фундаментальной медицины УрФУ.
Со слов научного сотрудника отдела химического материаловедения УрФУ Маргариты Тонкушиной, к преимуществам разрабатываемых агентов адресной доставки лекарственных препаратов относятся железосодержащие полиоксометаллаты и продукты их деструкции в организме. Они практически безвредны для теплокровных животных, более того, они повышают уровень гемоглобина. А соединения, включающие пятивалентный молибден, перспективны в области химиотерапии. Конъюгаты с лекарственными препаратами могут доставляться в организм нетравматичным путем (ионофорез), при этом их можно доставлять в те органы и ткани, где отсутствует развитая кровеносная система.
«Эксперименты дают надежду на то, что конъюгаты на основе полиоксометаллатов могут проникать и в органы, имеющие специальную защиту от чужеродных веществ (гистогематические барьеры). Наконец, сами полиоксометаллаты несложны с точки зрения синтеза и имеют довольно низкую себестоимость», — говорит Маргарита Тонкушина.
Исследования проводились на клеточных структурах рака шейки матки (карциномы). В перспективе способ доставки можно применять и для других опухолей. Ученые, для оценки терапевтической эффективности и безопасности системы, планируют провести доклинические исследования на лабораторных животных. Авторы отмечают, что нанокластерные соединения смогут доставлять и другие препараты, например, противовоспалительные.
Разработка поддержана Министерством науки и высшего образования РФ (проект FEUZ-2020-0052) и Российским фондом фундаментальных исследований (грант 20-03-00716).
