Исследователи из Китая и Ирландии разработали простой способ создания новых реагирующих на внешнее воздействие фосфолипидов, способных самоорганизоваться в полые сферы и инициировать высвобождение противоопухолевого препарата только внутри опухолевой клетки.

Липосомы представляют собой наноразмерные трехмерные полые везикулы, содержащие внешнюю оболочку на основе фосфолипидов.

Липосомы находят широкое применение в качестве средств для адресной доставки лекарств или трансфекции (доставки генов), поскольку ее отделения надежно отделяют «полезную нагрузку» от внутренностей клетки.

Контролируемое высвобождение содержимого липосом может существенно упростить адресную доставку терапевтических препаратов непосредственно в клетку-мишень.

Так как внутренний «отсек» лизосомы характеризуется кислотной средой, чувствительные к значению pH лизосомы, способные разрушаться и высвобождать свое содержимое, являются объектом активного исследования. Из-за ковалентной природы большинства фосфолипидов, использующихся для получения липосом, большая часть этих объектов не реагирует быстро на кислотность среды, что ограничивает возможности экспрессного высвобождения нагрузки, а также из-за необходимости создания ковалентных связей синтез липосом представляет собой долгий и утомительный процесс.

В новой работе Синьюань Жу (Xinyuan Zhu) с соавторами из Университетского Колледжа Дублина и Университета Шанхай Цзяо Тон разработали новый тип фосфолипида, в котором гидрофильная головка и гидрофобный хвост связаны не за счет ковалентных, а с помощью многочисленных водородных связей между азотистыми основаниями.

Эти основания были привиты к гидрофобному и гидрофильным фрагментам в результате синтеза в лаборатории. Подобно тому, как связываются друг с другом пары азотистых оснований в ДНК и РНК, гидрофильный и гидрофобный фрагмент новой липосомы связываются друг с другом за счет умеренно прочных, направленных и чувствительных к значению pH водородных связей. Как поясняет Жу, в сравнении с обычным синтезом, направленным на создание ковалентной связи, распознавание, основанное на образовании большого количества водородных связей, более универсально и совместимо с биологически системами.

Реализованный подход может существенно сократить число синтетических стадий, облегчить очистку окончательного продукта и уменьшить число образующихся отходов.

Рис. 1. В новых фосфолипидах происходит
взаимодействие уридин-функционализированных
гидрофильных фрагментов с аденозин-функционали-
зированными гидрофобными хвостами. (Рисунок из Chem.
Sci., 2015, 10.1039/c5sc01188d).

Новый метод предлагает собой возможность создания разнообразных синтетических фосфолипидов, не используя утомительный ковалентный синтез.

Один тип фосфолипидов был опробован in vitro для инкапсуляции противоопухолевого препарата дооксорубицина. Было показано, что доставка этого лекарства в опухолевые клетки происходит более эффективно, чем при применении обычных ковалентно-связанных липосом, не проявляющих чувствительность к pH.

Испытания in vivo показали, что новые контейнеры для доставки позволяют увеличить время циркуляции лекарства таким образом, что оно не выводится печенью или почками настолько быстро, насколько происходит выведение при использовании обычных липосом или при применении лекарства без контейнера. Эти обстоятельства говорят о пролонгированном высвобождении лекарства и увеличении времени его воздействия на клетки опухоли.

Эксперт по фармакологии из Университета Альберты (Канада) уверена, что

исследователи из группы Жураз работали новый и творческий подход к созданию липосом, которые более просты в получении и более эффективно высвобождают свою полезную нагрузку in vivo.