Наночастичная система доставки лекарств улучшает стабильность и загрузку препарата
Учёные из Университета Сиань Цзяотун-Ливерпуль (XJTLU) и Нанкинского университета разработали новую систему доставки лекарств на основе наночастиц, объединив широко используемый медицинский полимер с природным белком крови. По словам исследователей, новая система позволяет доставлять значительно больше лекарственного вещества и оставаться стабильной гораздо дольше, чем существующие наночастицы.
Исследования возглавил доктор наук Ган Жуань, старший доцент Академии фармации при XJTLU. Команда провела серию in vitro и in vivo тестов с новой системой — супрочастицами совместной сборки белка и полимера (PPCAS), загруженными противоопухолевым препаратом доксорубицином (DOX). Результаты показали, что PPCAS-DOX снижает побочные эффекты доксорубицина по сравнению с обычным препаратом. Учёные также провели предварительные испытания масштабирования технологии.
Двойное решение: белок + полимер
Руань отметил:
«Мы решили сразу две большие проблемы. Эти частицы создаются путём смешивания медицинского пластика PLGA и альбумина — белка, который уже используется организмом для транспортировки веществ и входит в состав некоторых противораковых препаратов. При смешивании в лаборатории они самопроизвольно формируют стабильные, эффективные наночастицы — намного лучше, чем каждый компонент по отдельности.»
Публикация и научный контекст
Результаты опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces в статье:
“Protein−Polymer Coassembly Supraparticles as a Polyester-Based Drug Delivery Carrier with Ultrahigh Colloidal Stability and Drug Loading.”
Исследователи напоминают, что наночастицы уже зарекомендовали себя как эффективные переносчики лекарств, особенно при лечении онкологических заболеваний, где важна точность и длительность действия. Однако большинство современных систем склонны к агрегации (слипанию) и могут нести лишь ограниченное количество препарата. Это уменьшает эффективность и увеличивает риск побочных эффектов.
Хотя есть и другие биосовместимые полимеры, их использование сталкивается с серьёзными регуляторными барьерами, так как они не одобрены FDA. В отличие от них, PLGA уже имеет долгую историю безопасного клинического применения.
Как создаются PPCAS-частицы
Технология основана на самоорганизации двух компонентов:
- альбумина (белок крови),
- и гидрофобного полимера PLGA.
Учёные опробовали два метода загрузки лекарства в наночастицы:
- Во время сборки — когда лекарство добавляется в процессе формирования частиц;
- После сборки — когда препарат проникает внутрь за счёт концентрационного градиента.
Комбинация этих методов дала наилучшие результаты, обеспечив рекордно высокую загрузку доксорубицина — до 40% от массы частицы. Для сравнения: популярный препарат Doxil содержит около 11%.
«Это может помочь уменьшить побочные эффекты за счёт снижения количества переносчика и повышения концентрации самого лекарства», — объясняет доктор наук Цзисин Сюй, соавтор исследования и аспирант XJTLU.
Преимущества PPCAS
- Гибкость загрузки различных препаратов благодаря двум подходам с разными механизмами;
- Стабильность в коллоидной форме более 6 месяцев — значительно дольше по сравнению с аналогами;
- Эффективная доставка DOX и меньшее повреждение здоровых тканей по сравнению с обычным доксорубицином.
В экспериментах на мышах с моделью рака молочной железы:
- группы, получавшие PPCAS-DOX, не теряли вес;
- тогда как группы с обычным DOX — теряли вес и испытывали повреждение органов, подтверждённое гистологией.
Масштабирование и дальнейшие шаги
Предварительные эксперименты показали, что технология может быть масштабирована без потери качества.
«В будущем мы планируем провести дополнительные исследования по увеличению производства PPCAS», — заявили учёные.
Они также собираются протестировать возможности PPCAS для доставки других видов препаратов, что может превратить технологию в универсальную платформу для лечения онкологических и хронических заболеваний.