Российские ученые создали биоматериалы "Противораковые пленки" и ""Металлоферменты"
2023-08-22 19:13
Противораковые пленки Важнейшей особенностью биополимерных пленок является их#nbsp;способность к#nbsp;самосборке и#nbsp;формированию структур, благодаря чему они приобретают свойства природных мембран.
Как и#nbsp;в#nbsp;человеческой коже, гидрофильные и#nbsp;гидрофобные слои чередуются с#nbsp;внутренними транспортными каналами, обеспечивающими хорошую проницаемость. Таким образом, «искусственная кожа» может быть использована для#nbsp;неинвазивной доставки системных лекарственных препаратов в#nbsp;кровоток при таких сложных заболеваниях, как псориаз, ревматоидный артрит и#nbsp;различные нейродерматозы. Особенно при онкологических заболеваниях необходимо максимально снизить дозы препаратов.
Антинеопластические препараты обладают высокой токсичностью. Они должны попадать в#nbsp;системный кровоток через кожу, не#nbsp;отравляя весь организм. Биополимерная пленка действует как инъекционный препарат",#nbsp;— говорит заведующая кафедрой аналитической медицинской химии профессор Нина Мельникова.
Новейшая пленка, разработанная в#nbsp;ННГУ совместно с#nbsp;коллегами из#nbsp;Мордовского национального университета им.#nbsp;Н.#nbsp;П.#nbsp;Огарева, создана на#nbsp;основе биоцеллюлозы. Это природный полисахарид, получаемый из#nbsp;клеточных мембран растений. Он#nbsp;абсолютно безопасен для#nbsp;организма человека. Кроме того, в#nbsp;России производится собственная биоцеллюлоза, причем без использования импортных технологий
Например, 5-фторурацил давно используется в#nbsp;химиотерапии. Внутривенные инъекции очень болезненны для#nbsp;пациентов и#nbsp;имеют множество побочных эффектов на#nbsp;пищеварительную, кровеносную, сердечно-сосудистую, репродуктивную и#nbsp;центральную нервную системы. Эксперименты на#nbsp;мышах показали, что при использовании полимерных пленок вместо внутривенных инфузий доза препарата может быть снижена вдвое. При этом наноферменты, состоящие из#nbsp;оксида церия и#nbsp;оксида цинка, выступают в#nbsp;роли переносчиков, повышая точность доставки лекарства к#nbsp;опухоли.
Пленки очень удобны и#nbsp;обладают прекрасными адгезивными свойствами, поэтому их#nbsp;может использовать любой человек, в#nbsp;том числе и#nbsp;не#nbsp;медик. Единственное ограничение#nbsp;— их#nbsp;нельзя надолго оставлять на#nbsp;воздухе, так как они быстро высыхают и#nbsp;теряют свои свойства. Однако это не#nbsp;является проблемой при использовании закрытой упаковки. Биополимерные покрытия на#nbsp;кожу могут наноситься также в#nbsp;виде аэрозолей или гелей.
Металлоферменты
Ферменты в#nbsp;классическом понимании#nbsp;— это белки и#nbsp;метаболические энзимы; 20 лет назад ученые обнаружили, что подобным действием обладают и#nbsp;неорганические наночастицы, состоящие из#nbsp;оксидов некоторых металлов.
«Наноферменты#nbsp;— это биомиметики,#nbsp;— поясняет Мельникова,#nbsp;— они имитируют действие природных ферментов, таких как супероксиддисмутаза, фосфотаза и#nbsp;каталаза. —#nbsp;Они также являются катализаторами биологических реакций, участвуют в#nbsp;антиоксидантной защите организма, блокируют различные радикальные сверхвредные частицы и#nbsp;повышают его регенеративную способность. При этом он#nbsp;не#nbsp;обладает ни#nbsp;одним из#nbsp;побочных эффектов, характерных для#nbsp;ферментов, получаемых из#nbsp;животного сырья. У#nbsp;этого фермента большое будущее в#nbsp;медицине».
Ученые ННГУ впервые продемонстрировали синергетический эффект от#nbsp;встраивания в#nbsp;полимерные пленки наночастиц оксидов металлов, содержащих специфические противораковые препараты, и#nbsp;доставки этих веществ в#nbsp;системный кровоток. Мы#nbsp;научились модифицировать наночастицы оксидов церия и#nbsp;цинка противоопухолевыми препаратами",#nbsp;— говорит профессор Мельникова. —#nbsp;Нанофермент сам по#nbsp;себе обладает антибактериальными и#nbsp;противоопухолевыми свойствами, а#nbsp;сочетание его с#nbsp;тем#nbsp;же 5-фторурацилом#nbsp;— совершенно оригинальная идея".
Синтез наноферментов гораздо проще и#nbsp;дешевле, чем природных белков. Даже в#nbsp;лабораторных условиях можно получить наночастицы из#nbsp;оксидов металлов и#nbsp;адсорбировать на#nbsp;них лекарственные препараты. Для#nbsp;этого не#nbsp;требуется сложной технологии, а#nbsp;весь процесс легко контролировать и#nbsp;стандартизировать. Терапевтические пленки на#nbsp;основе наноферментов успешно испытаны на#nbsp;животных. В#nbsp;настоящее время ученые ищут коммерческих партнеров для#nbsp;проведения клинических испытаний на#nbsp;людях.