Сегодня одной из наиболее перспективных альтернатив для обычной фармакологической терапии опасных заболеваний, например болезней Альцгеймера, Хантингтона, Паркинсона, является адресная (таргетная) доставка лекарств. Такой подход обеспечивает транспортировку препаратов в заданную область организма, отдельный орган и даже клетку при помощи биотехнологических продуктов: наноразмерных капсул или частиц.
При этом благодаря относительно высокой точности таргетная доставка позволяет количественно снизить дозу лекарств, необходимых для лечения, а в случае применения токсичных препаратов — снизить общую нагрузку на организм. Однако пока уровень развития технологий не позволяет внедрить этот метод в широкую медицинскую практику. Поэтому научные коллективы по всему миру ведут разработки различных видов платформ и методов для доставки лекарств.
В ходе исследования петербургские ученые выяснили, каким образом соединения блокируют бутирилхолинэстеразу — фермент, повышенное содержание которого связано с развитием болезни Альцгеймера у человека. Они показали, что новые наноматериалы превосходят аналоги по эффективности блокирования бутирилхолинэстеразы в два раза. Все оптические исследования наноматериалов, включая исследования в организмах рачков, проводились в Санкт‑Петербургском государственном университете совместно с биологами из НИЦЭБ РАН — СПб ФИЦ РАН. Изучение возможности детектирования соединений проходило на инвертированном флуоресцентном микроскопе.
Новый наноматериал (представитель семейства N‑функционализированных фосфонатов — симметричный (2‑хлор‑2‑фенилэтенил) (диамин) фосфин оксида) был синтезирован участниками исследовательской команды из Санкт‑Петербургского государственного технологического института (Технологического университета).
«Существующие фармакологические агенты часто сталкиваются с проблемами растворимости в воде и отслеживания в реальном времени в биологических объектах. Наш гибрид объединяет функции визуализации и фотопереключаемой терапии в единой платформе и при этом является водорастворимым. Поэтому данная работа открывает новые возможности для фармакологии, предлагая надежную стратегию для создания направляемой визуализацией светочувствительной терапии нейродегенеративных заболеваний с высокой точностью и эффективностью», — отметила руководитель гранта РНФ, профессор СПбГУ Алина Маньшина (кафедра лазерной химии и лазерного материаловедения).
Отсутствие токсичности и возможность локализации наноматериалов внутри организма при помощи люминесценции была показана на примере рачков (вид Daphnia magna Str.). Эти эксперименты продемонстрировали хорошую биосовместимость и адресное накопление в пищеварительной системе.
Научные исследования в области химии и материаловедения помогают в решении задач нацпроекта «Новые материалы и химия». Целью национального проекта является достижение технологической независимости, создание условий для формирования новых рынков и технологического лидерства в отраслях производства: химической и биотехнологической продукции, новых и перспективных материалов, редких и редкоземельных металлов.
«Нашей команде удалось синтезировать биоактивный наноматериал, свойства которого можно запускать с помощью лазера, при этом способность к люминесценции позволяет установить его локализацию в организме. Кроме того, это первое подобное соединение, которое хорошо растворяется в воде. Последнее обстоятельство имеет большое значение для создания функциональных материалов для биомедицинских применений, открывая новые возможности в таргетной терапии», — рассказала старший научный сотрудник лаборатории натурных эколого‑химических исследований НИЦЭБ РАН — СПб ФИЦ РАН Анастасия Егорова.
Исследование, поддержанное грантом РНФ, опубликовано в научном журнале Optical Materials.
