В основе платформы для доставки препарата, направленного на лечение опасных заболеваний сердца, лежат наночастицы легко доступных соединений — магнетита и кремнезема. Сегодня одной из наиболее перспективных альтернатив для обычной фармакологической терапии опасных заболеваний, таких как рак или инфаркт миокарда, является адресная доставка лекарств и средств диагностики или тераностика.

Подход обеспечивает транспортировку препаратов в заданную область организма, отдельного органа и даже клетки при помощи биотехнологических продуктов, например, наноразмерных капсул и частиц.

При этом благодаря относительно высокой точности тераностика позволяет количественно уменьшить дозу лекарств, необходимых для лечения, а в случае применения токсичных препаратов снизить общую нагрузку на организм. Однако пока уровень развития технологий не позволяет внедрить этот метод в широкую медицинскую практику. Поэтому сейчас профильные научные коллективы в разных странах ведут разработки различных видов тераностических платформ.

«В нашем исследовании были получены многослойные наночастицы для диагностики и адресной доставки препаратов при инфаркте миокарда. В качестве лекарства мы использовали известное фармакологическое соединение — квинакрин, у которого недавно ученые обнаружили кардиопротекторные свойства. Доклинические испытания платформы проводились на грызунах», — рассказывает аспирант кафедры МНЭ СПбГЭТУ «ЛЭТИ», младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) нанотехнологий ФГБУ «НМИЦ имени В. А. Алмазова» Мария Истомина.

Многослойные наночастицы размером не более 200 нанометров были синтезированы на основе двух видов соединений: кремнезема (SiO₂) и магнетита (Fe₂O₃), которые были получены золь-гель методом. Модификация наночастиц производилась в колбе (при температуре 80 градусов) путем последовательного нанесения четырех слоев: органической молекулы (спейсера), на которую «прикрепили» квинакрин. Затем кардиопротектор покрыли еще одним слоем спейсера, на котором разместили зеленый флуорофор и коллоидные квантовые точки — эти соединения используются в качестве маркера для визуального детектирования наночастиц.

После этого ученые приступили к проведению экспериментов. Для начала грызунам с инфарктом миокарда внутривенно ввели наночастицы в виде водной суспензии. Благодаря тому, что здоровая и поврежденная сердечная ткань имеют различные параметры проницаемости, то со временем наночастицы постепенно стали застревать и концентрироваться в области инфаркта.

При помощи флуоресцентного томографа исследователям удалось «подсветить» место скопления частиц и тем самым локализовать инфаркт миокарда. Причем ученые смогли выявить наночастицы во время экспериментов в пробирке, а также в сердечной мышце грызуна и во всем организме. После диагностики в течение нескольких дней оболочки наночастиц, состоящие из органического спейсера растворялись, и кардиопротектор начал действовать.

Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.

«Наши опыты показали позитивный эффект от применения данной тераностической платформы для лечения такого тяжелого и массового заболевания, как инфаркт миокарда – мы зафиксировали уменьшение его размера и снижение анатомической зоны риска у грызунов», — рассказывает заведующий НИЛ нанотехнологий ФГБУ «НМИЦ имени В. А. Алмазова» Дмитрий Королев.

Ученые планируют экспериментально сравнить эффективность полученных наночастиц с аналогами, которые разрабатывают ведущие научные группы в США и Китае. В коллектив авторов вошли сотрудники НИЛ Нанотехнологий ФГБУ «НМИЦ имени В. А. Алмазова» ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук, доцент, Постнов В. Н., младший научный сотрудник Шульмейстер Г. А., профессор и член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук Галагудза М. М. и другие. В целом работа исследователей направлена на разработку тераностической платформы, которая в будущем может стать достаточно технологичной для внедрения в массовое производство.