Биомедицинские роботы размером в несколько нанометров, постоянно «живущие» в теле человека и ведущие планомерный ремонт внутренних органов, станут обычным явлением уже через 15–20 лет. Сегодня прототипы этих роботов уже работают, решая, например, задачи поддержания высокого уровня полисахаридов в тканях, борясь тем самым с процессами старения клеток. Нанотехнологии в медицине и косметологии, как показывают разработки Александра Зимницкого, уже сегодня реальность, которую можно купить в аптеке. Хотя еще несколько лет назад это были секретные военные разработки уфимских биохимиков.

Затормозить процессы старения – а в человеческом организме быстрее всего они проявляются в тканях печени, почек и кожи – можно, если разобраться в их причинах. Сегодня механизм старения уже достаточно хорошо изучен, в значительной мере он связан с замедлением синтеза в клетке гиалуроновой кислоты, которая отвечает за детоксикацию организма, питательные процессы и обводненность тканей. Чем старше организм, тем слабее синтез. Если научиться этот синтез подпитывать, доставляя прямо в клетку необходимые вещества, процессы старения можно замедлить. Таким образом, чтобы создать технологию омоложения, нужно разобраться с тем, что именно нужно доставлять к клеткам, чтобы свести к минимуму любые побочные эффекты, и как.

Ученый-агроном Александр Зимницкий 20 лет назад не предполагал, что его работа по изучению генома кукурузы приведет его сначала в медицину, а затем и в высокотехнологический бизнес на стыке медицины, косметологии и нанотехнологий. Закончив Башкирский сельскохозяйственный институт ленинским стипендиатом, молодой ученый получил предложение «не сеять рожь-пшеницу», как он сегодня шутит, и наблюдать за урожайностью полей, а пойти в аспирантуру Академии наук для продолжения изучения генома растений, то есть заниматься молекулярной биологией. Зимницкий предложение принял, в результате в 26 лет защитил кандидатскую, а уже в 29 лет получил собственную биотехнологическую лабораторию. Это была одна из самых быстрых научных карьер в истории советской академической науки.

Лаборатория при Институте биогенетики Уфимского Научного центра РАН начала активно заниматься медицинскими темами, так как с 27 лет Александр Зимницкий всерьез увлекся изучением активных компонентов, выделяемых из плаценты человека, и возможностями применения этих компонентов в медицинских целях. Академические разработки лаборатории шли сразу по нескольким направлениям и активно тестировались в нейрохирургии, гастроэнтерологии, гинекологии. Сам Зимницкий тем временем получил второе медицинское образование и докторскую защитил уже по механизмам старения организма. Но тут наступил 1991 год.

Как вспоминает Александр Зимницкий, прекращение финансирования науки не оставило его лаборатории никаких шансов на выживание. Перед ним встал вопрос – закрывать лабораторию и медицинские исследования или попытаться найти им прикладное применение. Тема старения была коммерчески перспективной, и он решил рискнуть. У лаборатории было много наработок по применению активных веществ, выделяемых из плаценты, в косметологии.

«Мы пошли в косметологию потому, что за ликвидацию морщин даже в кризисные времена женщины были готовы платить и притом хорошие деньги», – объясняет Зимницкий.

«Мы предлагали использовать наши разработки косметическим фабрикам, но на новинки никто не хотел идти, и тогда мы решили построить собственное производство, – вспоминает Зимницкий. – Деньги на это зарабатывали всячески: рестораны открывали, магазины, торговали верхней одеждой, через банкротство даже проходили. Зарабатывали как могли, продолжая исследования и готовя первый коммерческий продукт».

Разработка продукта была завершена в 1995 году, под названием «Плазан» он вышел на рынок. И уже через несколько месяцев Зимницкий с коллегами закрыли весь побочный бизнес – продажи «Плазана» резко пошли вверх.

Сегодня этот косметический препарат продается не только по всей России, но и в 5 европейских странах, включая Германию, Испанию и Великобританию, где он прошел всю необходимую сертификацию. Но «Плазан» это не нанопрепарат, он эффективный, но не высокотехнологичный. В его основе высокомолекулярные вещества из плаценты, которые замедляют сульфатирование межклеточного пространства, обманывают клетки, разбавляя это пространство молодыми молекулами плаценты. Но как только эти вещества из межклеточного пространства уходят, а это неизбежный процесс регенерации тканей, клетка и межклеточное пространство возвращаются к своему биологическому возрасту.

«Плазан» позволил команде Зимницкого заработать средства на продолжение исследования механизмов старения и отработку новых технологий проникновения препаратов в ткани. И здесь не обошлось без случайности.

Так получилось, что еще в конце 80-х по соседству с его лабораторией работала другая команда аспирантов.

«Они занимались военными разработками, сейчас это называется нанокапсулированием и является целым разделом в нанотехнологиях, а тогда мы называли эти исследования просто «формированием молекулярных комплексов», – вспоминает Александр Зимницкий. – В начале 2000-х мы четко разобрались с тем, что нужно для предотвращения старения организма, изучили западный опыт в области трансдермального переноса (проникновения препаратов через защитный слой кожи) и пришли к выводу, что технологии, построенные на диоксиде кремния, не совсем верны. Это достаточно активное вещество, да, оно прекрасно проникает в кожу, да, хорошо работает, но наполнение межклеточного пространства кремнием пусть и в небольших дозах чревато последствиями. Высока вероятность получения такого заболевания как силикоз».

Именно поэтому на Западе, считает Зимницкий, сейчас царит достаточно осторожное отношение к препаратам на основе кремния.

И тогда Зимницкий предложил давно знакомым коллегам по аспирантуре объединить две идеи – использовать их наработки по нанокапсулированию с собственными исследованиями стимуляции обмена в клетке и в межклеточном пространстве. В основу комплекса положили обычный крахмал картофеля (могут быть любые другие естественные вещества из овса, яблок и т.д.), он совершенно безвреден, когда попадает в клетку, так как это, по сути, обычный сахар, который используется организмом в обменных процессах. Важный фактор – крахмал картофеля полностью утилизируется, выводится из тканей без последствий.

Используя некогда военные разработки, команда создала технологию инкапсулирования уроновой кислоты (основа питательных веществ клетки) в капсулу размером 2 нанометра. Миникапсулы помещаются в наносому – специальную структуру, размером в 50 нанометров (то есть происходит двойное инкапсулирование). Задача наносомы – пробить защитный липидный слой и ввести миникапсулы в межклеточное пространство. То есть наносома – это своего рода ракетоноситель, доставляющий полезную нагрузку в космос.

«Это и есть космос, только наоборот», – добавляет Александр Зимницкий увлеченно рассказывая о своей технологии.

У доставляемых в межклеточное пространство капсул есть полярный заряд, благодаря ему, они точно прикрепляются к клетке, вбрасывая в нее активное вещество. То есть на этом этапе работают как своего рода минишприц размером 2 нанометра.

После адресной доставки уроновая кислота используется не только для синтеза гиалуроновой кислоты, но и выводит токсины. Чем старше организм, тем уровень интоксикации у него выше и тем меньше внимания он может обращать на синтез гиалуроновой кислоты для оводнения ткани. Это конкурирующие процессы, поясняет Александр Зимницкий, и нехватка гиалуроновой кислоты приводит к тому, что организм берет ее сначала для детоксикации, а потом по остаточному принципу дает ей участвовать в процессах увлажнения и омоложения.

Применение нанокапсулирования позволило увеличить концентрацию в клетке уроновой кислоты во много раз, что позволяет активно идти и процессу детоксикации, и в достаточном количестве синтезировать гиалуроновую кислоту, воздействовать на дерму. Результат – стойкий эффект омоложения тканей и прежде всего кожи как внешне, так и по биохимическим анализам.

Так появился препарат NanoDerm, основанный не на химических, по сравнению с западными решениями, а на биологических наноструктурах, а за ним и целая косметологическая линия. Примечательно, что двойное инкапсулирование за исключением Зимницкого никто в мире пока не использует.

«Первичное инкапсулирование используется хорошо, но только в медицине, в косметологии таких технологий нет, – поясняет руководитель проекта. – А мы его не только применили, но и усилили трансдермальной системой переноса. Таким образом, мы можем любое низкомолекулярное вещество, не делая укол, вносить под кожу, распределять его равномерно».

Чтобы запустить препарат в серию и активно выйти на рынок Зимницкому не хватало собственных ресурсов, производственные мощности под NanoDerm арендовались, и их было недостаточно. На помощь пришли Российская венчурная компания и РОСНАНО, поверившие в передовой высокотехнологичный продукт, рассчитанный к тому же на женскую потребительскую аудиторию с высоким уровнем покупательной способности. Для совместного проекта была создана новая компания – «НаноДерм-профи», которая получила финансирование и от РВК, и от РОСНАНО. На первом этапе инвестиции были направлены на строительство собственного завода по выпуску высокотехнологичных препаратов, второй этап финансирования позволил расширить производство и направить ресурсы на энергичное продвижение продукта на рынок.

Как утверждает Александр Зимницкий, текущий уровень развития технологий позволяет на 5–7 лет сдвинуть естественный возраст кожи, замедлить механизмы старения. Однако повлиять на синтез клеткой возрастных измененных полисахаридов на генетическом уровне современная медицина пока не может.

«Мы знаем, чего не хватает и как это корректировать, но залезть в сам синтез и повернуть его вспять мы пока не можем, время таких технологий еще не пришло. Это следующий этап развития науки, – говорит Зимницкий.

Говоря о перспективных разработках, Александр Зимницкий рассказал о работе над препаратом Нанохондрол, использующим технологии инкапсулирования и трансдермального переноса для лечения суставов. Препарат доставляет лечебные вещества внутрь суставной сумки без болезненных уколов, через кожу. Но говорить о сроках его выхода на рынок пока рано, хотя, как признался Зимницкий, коллектив Нанохондролом сам активно уже пользуется, так как в команде исследователей люди все уже не молодые.

Ближайшая задача – сделать продукт NanoDerm доступным на территории всей России. До этого момента заниматься целенаправленным выводом его на внешние рынки компания «НаноДерм-профи» не будет. Впрочем, не исключено, что уже в январе 2013 года линия продуктов NanoDerm появится в крупнейшей сети аптек Литвы, но это скорее частный случай.

Будущее не только косметологии, но и медицины, уверен Александр Зимницкий, за технологиями, которые через несколько лет придут на смену его разработкам. Современные достижения ученых в области трансдермального переноса, инкапсулирования, механизмов работы клетки позволят уже в обозримом будущем начать работы по созданию и применению наноразмерных биороботов, которых можно будет просто втирать в кожу для локализации их работы в конкретных участках человеческого тела.

Сайт проекта: http://nanoderm.ru/

Автор: Антон Березин