Разработаны адресные наночастицы для профилактики инфаркта и инсульта

Print 24 Февраля 2015
Nano Net News

Нанометровые «дроны», доставляющие специальные молекулы к жировым отложениям в артериях, могут стать новым средством профилактики инфаркта миокарда, вызванного атеросклерозом.

2_236.jpgНанометровые «дроны», доставляющие специальные молекулы к жировым отложениям в артериях, могут стать новым средством профилактики инфаркта миокарда и инсульта. (Laguna Design/Science Photo Library/Corbis)

Нанометрового размера «беспилотники», доставляющие особый тип заживляющих молекул к жировых отложениям в артериях, могут стать новым средством предотвращения инфаркта миокарда, вызванного атеросклерозом. В этом уверены ученые из Женской больницы Бригэма (Brigham and Women's Hospital, BWH) и Медицинского центра Колумбийского университета (Columbia University Medical Center), опубликовавшие результаты своих исследований в журнале Science Translational Medicine.

Хотя современные методы лечения привели к сокращению числа смертей от связанных с атеросклерозом заболеваний, атеросклероз остается серьезной опасностью для здоровья и одной из основных проблем здравоохранения развитых стран. Так, в США атеросклероз коронарных артерий – убийца номер 1 женщин и мужчин: это заболевание является причиной каждой четвертой смерти. В экспериментах на мышах адресные биоразлагаемые нано-«дроны», доставляющие особый тип препарата, способствующего заживлению («разрешению»), успешно реструктурировали атеросклеротические бляшки, сделав их более стабильными. Такое изменение структуры бляшки, вероятно, сможет блокировать ее разрыв и последующий тромбоз артерии и тем самым предотвратить инфаркт миокарда или инсульт и у человека.

«Это первый пример адресной технологии на основе наночастиц, смягчающей атеросклероз в животной модели», – говорит соавтор исследования Омид Фарохзад (Omid Farokhzad), MD, директор лаборатории наномедицины и биоматериалов в BWH и Гарвардской медицинской школе (Harvard Medical School, HMS). «Годы исследований и сотрудничества, наконец, позволили нам использовать нанотехнологии для разрешения воспаления, ремоделирования и стабилизации бляшек в модели выраженного атеросклероза».

В этом исследовании адресные нанопрепараты из полимерных строительных блоков, уже сегодня используемых в многочисленных одобренных FDA продуктах, сконструированы наноинженерами таким образом, что могут нести полезный груз в виде противовоспалительного препарата – пептида-биомиметика. Важно отметить, что этот пептид был получен из одного из природных разрешающих воспаление белков организма – аннексина A1. Конструкция нанопрепарата такова, что позволяет этому биологическому терапевтическому средству контролируемым образом высвобождаться в нужном месте – у атеросклеротической бляшки.

В ходе экспериментов исследователи вводили нанопрепарат мышам с моделями выраженного атеросклероза и вели мониторинг состояния сосудов животных. После пяти недель лечения повреждение артерий стало значительно менее выраженным, а бляшки стабилизировались.

В частности, ученые наблюдали снижение уровня активных форм кислорода, увеличение количества коллагена, укрепляющего фиброзную покрышку бляшки, и уменьшение ее некротического ядра. Этих положительных изменений не наблюдалось при введении свободного пептида или пустых наночастиц.

«Многие ученые пытаются разработать препараты, предотвращающие инфаркт за счет подавления воспаления, но такой подход имеет ряд недостатков», – говорит соавтор исследования Ира Табас (Ira Tabas), MD, профессор медицины и профессор патологии и клеточной биологии Колумбийского университета. «Во-первых, атеросклероз – хроническое заболевание, поэтому препараты принимаются в течение многих лет, даже десятилетий. Кроме того, противовоспалительный препарат, распространяющийся по всему организму, снижает способность иммунной системы бороться с инфекцией».

Это может быть приемлемым при заболеваниях, значительно влияющих на качество жизни, таких как ревматоидный артрит, но «использование данного подхода для предотвращения инфаркта, которого может никогда и не случиться, не стоит такого риска», считает ученый.

Кроме того, недостаточно просто доставить противовоспалительный препарат к бляшкам, объясняет участник исследования научный сотрудник Колумбийского университета Габриэль Фредман (Gabrielle Fredman), PhD. «Атеросклероз – это не только воспаление, присутствует и повреждение артериальной стенки. Если не устранить это повреждение, предотвратить инфаркт не удастся».

Адресные нанопрепараты, используемые в этом исследовании, были созданы учеными BWH. Вслед за проведенными в Колумбийском университете на моделях воспаления предварительными экспериментами, подтвердившими состоятельность самой концепции их разработки, они были испытаны в клинически значимой мышиной модели заболевания и показали свою способность распространяться с кровотоком и проникать через легко проницаемые области внутрь бляшек. Это было подтверждено флуоресцентной микроскопией.

В дополнение к специфической «липкой» поверхности ключевым свойством нового нанопрепарата является небольшой размер (менее 100 нанометров), облегчающий привлечение и накопление наночастиц внутри бляшек. Эти наночастицы в 1000 раз меньше кончика человеческого волоса.

Исследователи предупреждают, что, хотя бляшки у мышей очень похожи на человеческие, у мышей не бывает инфаркта миокарда. Поэтому настоящими испытаниями новых наночастиц могут быть признаны только тесты, проведенные на организме человека.

«В этом исследовании мы показали, впервые, что доставка с помощью наночастиц непосредственно к бляшкам препарата, способствующего разрешению воспаления и восстановлению [сосудистой стенки] является жизнеспособным вариантом», – говорит профессор Табас.

Для испытаний на людях ученые планирует усовершенствовать наночастицы – оптимизировать доставку препарата и «начинить» их более мощными разрешающими воспаление препаратами.

«Мы считаем, что можем добиться еще более эффективной доставки к бляшкам и лучшего заживления, чем с используемыми сейчас пептидами», – говорит Табас.

Профессор Фарохзад и его коллеги накопили значительный опыт в области перевода медицинских нанотехнологий в клинику. Основополагающие исследования, проведенные его группой, имели своим результатом разработку и первые клинические испытания адресной наночастицы для лечения рака, способной контролировать высвобождение лекарственного средства. К числу его успехов относится и первое тестирование на людях адресной управляющей иммунным ответом нановакцины, позволяющей облегчить отказ от курения и предотвратить его рецидивы.

«Разрешающие воспаление адресные наночастицы продемонстрировали захватывающий потенциал не только в области лечения атеросклероза, как описано здесь, но и в других терапевтических областях, включая заживление ран», – говорит профессор Фарохзад. «Я уверен, что, при дополнительной проверке на животных, мы обратимся к тестированию на организме человека адресных разрешающих воспаление наночастиц и при множестве других неудовлетворенных медицинских потребностей. В медицине сейчас захватывающее время, и будущее наномедицины великолепно».

Вернуться к разделу

Все Портфель

Медиа центр

  • НоваМедика начала строительство фармацевтического завода в Калужской области

    НоваМедика начала строительство фармацевтического завода в Калужской области

    Российская фармацевтическая компания «НоваМедика», портфельная компания Роснано, объявляет о старте строительства завода по производству стерильных инъекционных препаратов в рамках своей долгосрочной стратегии по локализации в России инновационных лекарственных препаратов и технологий их разработки и производства. Завод будет построен на территории индустриального парка «Ворсино» в Калужской области.

Перейти в медиа-центр