Ученые из лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ МИСиС совместно с коллегами из Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н.И. Пирогова выявили новый механизм выведения наночастиц через почки, который поможет создавать более эффективные и безопасные лекарства. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Controlled Release.

Разработка наночастиц — носителей для лекарств, которые накапливаются в целевых органах и безопасно метаболизируются, остается большой научной проблемой. Распределение и метаболизм наночастиц определяется многими факторами, в частности, их размером, составом, поверхностным зарядом и покрытием.

В организме человека основным органом, захватывающим и разрушающим наночастицы, является печень. Возможность почечной фильтрации и выведения с мочой ограничена размером пор внутренних структур почки (≈6 нм), хотя появляется все больше свидетельств того, что и более крупные наночастицы все-таки могут выводиться с мочой.

Ученые НИТУ МИСиС совместно с коллегами из Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н.И. Пирогова обнаружили возможность выведения наночастиц кубов и кластеров оксида железа размером 140 нанометров через почки.

«Комбинация методов – атомно-эмиссионной спектроскопии, флуоресцентной микроскопии и магнитно-резонансной томографии – позволила выявить быстрое накопление магнитных наночастиц в почках. Более того, интравитальная микроскопия позволила отследить в режиме реального времени транспорт наночастиц из крови в просвет почечных канальцев уже через час после введения. При этом через два часа в моче животных методом просвечивающей микроскопии были обнаружены магнитные наночастицы», — сообщил один из авторов исследования, заведующий лабораторией Биомедицинские наноматериалы НИТУ МИСиС Максим Абакумов.

Заведующий лабораторией Биомедицинские наноматериалы НИТУ МИСиС Максим Абакумов

Результаты позволяют предположить, что возможен транспорт наночастиц через эндотелиальный барьер не в фильтрующий клубочек почки, а напрямую в почечный каналец. Исследование показало принципиальную возможность создания магнитных наночастиц, которые будут выводиться через почки, снижая общую дозу и побочные эффекты, а не задерживаться в печени на несколько недель до полного растворения.

Ученые планируют изучить наиболее оптимальный дизайн поверхности и структуры магнитных наночастиц для увеличения эффективности выведения почками.