Ученые выяснили, можно ли использовать различные типы живых клеток для доставки биологически активных соединений. Как отмечают исследователи, использование живых клеток в качестве троянских коней для переноса лекарств позволит снизить токсическое воздействие веществ на здоровые ткани организма. Результаты работы сотрудников Томского политехнического университета статье опубликованы в журнале Advanced Healthcare Materials.

Адресную доставку лекарств сегодня разрабатывают научные коллективы в разных странах. Подобные технологии позволяют оказывать точечное лекарственное воздействие только на определенные ткани, не подвергая здоровые клетки воздействию медикаментов, которые могут быть токсичными для них. Однако в широкую медицинскую практику такие методы еще не внедрены, так как ученые только ищут самые эффективные и безопасные варианты.

В новой статье ученые рассмотрели в качестве таких перевозчиков лекарств клетки крови — лейкоциты, эритроциты и тромбоциты, а также стволовые клетки. Клетки — носители для нанокапсул, которые содержат необходимые лекарственные соединения. Ученые синтезируют капсулы на основе биоразлагаемых полимеров, полипептидов и полисахаридов. Соединение живой клетки и нанокапсулы может происходить несколькими способами, включая ковалентную сшивку, взаимодействие клеток с носителем посредством антител и интернализацию — фагоцитоз, когда клетка поглощает капсулу.

«Наш коллектив уже провел большую работу по исследованиям и синтезу нанокапсул, которые можно использовать для доставки. Как одно из перспективных направлений доставки мы рассматриваем использование именно живых клеток в качестве троянских коней, переносящих нанокапсулы, — рассказывает соавтор работы Александр Тимин. — За счет естественных механизмов они могут достигать очагов воспаления, опухолей в теле человека, чтобы лекарство действовало именно на пораженные клетки. Это особенно актуально для лечения онкологических заболеваний, при которых используются высокотоксичные препараты, оказывающее негативное влияние на здоровые ткани».

Управлять такими нанокапсулами, чтобы они «отдавали» лекарство в нужном месте и в нужно время, можно с помощью ультразвука, света, либо переменного магнитного поля. Такие технологии также разрабатываются учеными университета.

«Выбор лекарственного препарата во многом определяется типом носителя. В широком смысле мы можем загрузить любое низкомолекулярное соединения — противоопухолевые и антимикробные препараты, а также высокомолекулярные соединения — генетический материал, например, в виде одноцепочных РНК, матричных РНК и ДНК, — поясняете ученый. — После процесса инкапсулирования биологически активных веществ внутрь микроносителя, мы инкубируем наши носители с клетки в течение суток, что приводит к захвату капсул клетками. После чего мы можем ввести клетки с капсулами в организм, где клетки должны мигрировать в очаг опухоли или воспаления. Далее мы можем дистанционно воздействовать на место поражения, что приведет к высвобождению лекарства в необходимое место».

В экспериментах выяснилось, что наиболее эффективно роль «транспорта» выполняют лимфоциты, в том числе и нейтрофилы, благодаря хорошей миграционной способности и небольшому размеру, который позволяет свободно перемещаться по сосудам.

«Поэтому они могут нести препараты против ишемии, сердечно-сосудистых заболеваний, чтобы минимизировать последствия инсульта, — поясняет Тимин. — Однако клетки крови не склонны к фагоцитозу и могут переносить на своей мембране буквально одну-две капсулы с лекарством».

Также хорошо себя показали стволовые клетки, но по другим причинам.

«Стволовые клетки — более крупные по размеры — могут переносить, по нашим экспериментальным данным, до 10 капсул, при этом их функциональная активность не снижается, — отметил ученый. — Это особенно актуально для неоперабельных опухолей, к которым невозможно подобраться хирургическими инструментами, а с помощью маленьких клеток можно».