Магнитный материал для доставки лекарств от рака создали ученые из ДВФУ

Новости МирТесен

Ученые из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) разработали новый композитный биоматериал, позволяющий направленно доставлять химиотерапевтическое средство 5-фторурацил непосредственно в опухолевые клетки и обеспечивать его постепенное высвобождение в течение продолжительного периода. Эта разработка способна улучшить результаты лечения онкологических заболеваний и уменьшить их негативное воздействие на организм. О результатах исследования сообщается в журнале Materials Chemistry and Physics.

Несмотря на то, что химиотерапия продолжает оставаться важным способом лечения рака, ее использование сопряжено с ощутимыми побочными эффектами, обусловленными высокой токсичностью используемых лекарственных средств. 5-фторурацил (5-ФУ), часто применяемый для терапии колоректального рака, рака молочной железы и других злокачественных опухолей, быстро метаболизируется и оказывает негативное воздействие не только на раковые, но и на здоровые клетки. Традиционная схема лечения предполагает использование высоких доз, что приводит к усилению неблагоприятного воздействия на организм пациента.

Ученые из ДВФУ разработали решение этой задачи, создав систему точной доставки лекарств, основанную на синтетическом магнитном биокомпозите. Данный материал является сочетанием силиката кальция (CaSiO ₃), что обусловлено его биосовместимостью, и магнитных наночастиц магнетита (Fe ₃O₄).

«Наш композит действует как ″умный″ транспорт: магнитные наночастицы позволяют отслеживать распределение материала внутри организма и контролировать скорость высвобождения препарата. Например, наведением магнитного поля можно усилить резорбцию 5-фторурацила или нагреть наночастицы для усиления терапевтического эффекта. Пористая структура силиката кальция действует как резервуар, который постепенно высвобождает лекарство, поддерживая его терапевтическую концентрацию длительное время », — поясняет один из авторов исследования, кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории ядерных технологий ДВФУ Олег Шичалин.

В основе создания материала лежит метод гидротермального синтеза, благодаря которому ученые получили возможность с высокой точностью регулировать его характеристики. Изменяя температуру обработки, исследователи смогли влиять на размер пор и площадь поверхности композита. Наилучшие результаты, выраженные в максимальной сорбционной способности – до 10 мг препарата на 0,1 г носителя – были достигнуты при синтезе при 150°C.

Исследования, проведенные в лабораторных условиях, продемонстрировали значительные результаты в отношении высвобождения 5-фторурацила. Высвобождение лекарственного средства происходило поэтапно на протяжении семи дней. Начальный интенсивный этап обеспечивал высокую концентрацию препарата в области воздействия на опухоль, а последующее постепенное высвобождение поддерживало терапевтический эффект в течение продолжительного времени. Этот механизм позволил уменьшить общую дозу вводимого препарата, не снижая при этом эффективность лечения.

«Предыдущие исследования, проведенные нашей научной группой, подтвердили биосовместимость компонентов композита. Наблюдается, что материал не только обеспечивает эффективное удержание и высвобождение лекарственного средства, но и характеризуется биосовместимостью, что гарантирует его безопасность для человека. Постепенно рассасываясь в организме, он высвобождает ионы железа, которые, согласно результатам исследований коллег, способны дополнительно усиливать противоопухолевый эффект 5-фторурацила. В настоящее время мы располагаем технологией создания настраиваемого неорганического носителя, что представляет собой значимый шаг в направлении персонализированной медицины», — добавил исследователь.

Далее следует фаза доклинических испытаний. Завершение этого этапа позволит в перспективе разработать новое поколение лекарственных препаратов для химиотерапии, обладающих более направленным действием, повышенной эффективностью и сниженными токсическими свойствами, что сделает лечение более щадящим для больных.

Сообщение поступило из пресс-службы Дальневосточного федерального университета