Сотрудники Лаборатории функциональных гибридных материалов Химического института им А.М.Бутлерова Казанского федерального университета создали новый тип наносистем – гибридную мицеллу. Она предназначена для целевой доставки лекарственных средств.

Мицелла – это агрегат сферической формы из множества молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ). Гидрофильные (водорастворимые) «головы» всех этих молекул находятся на наружной поверхности частицы, а гидрофобные (нерастворимые) «хвосты» обращены внутрь, к центру мицеллы. Поскольку внутренняя среда мицеллы гидрофобная, в нее, как в капсулу, можно загружать любое нерастворимое в воде лекарство.   

«Загрузка лекарства в простые мицеллы на основе ПАВ не во всех случаях приводит к хорошему результату. Эта конструкция зачастую теряет устойчивость и стабильность под воздействием внешних условий или компонентов биосреды. Мы придумали, как повысить устойчивость мицелл ПАВ путем их закрепления на поверхности нерастворимого полимера. Это позволило сделать конструкцию устойчивой в биологических жидкостях. Для создания гибридной мицеллы нами использовался полимер сверхразветвленной архитектуры, одновременно содержащий полости и большое количество периферических функциональных групп для инкапсулирования, специфического связывания и управляемого высвобождения лекарственного препарата», – рассказала руководитель Лаборатории функциональных гибридных материалов, доцент кафедры неорганической химии Химического института им. А.М.Бутлерова КФУ Марианна Кутырева.

Сконструированные химиками КФУ гибридные мицеллы имеют размеры от 70 до 100 нанометров и состоят из гидрофобного полимерного ядра и гидрофильной оболочки на основе поверхностно активного вещества Triton X-100.

«В ходе экспериментальных исследований в наши гибридные мицеллы мы загружали доксорубицин – лекарство, которое наиболее часто используется в химиотерапии онкологических заболеваний. Было установлено, что оболочка из молекул поверхностно активного вещества позволяет стабилизировать комплексы полимер-доксорубицин без изменения химической структуры и свойств полимера-носителя, участвует в доставке и высвобождении лекарственной формы», – сообщила Марианна Петровна.

Большинство известных противоопухолевых препаратов имеют ряд побочных эффектов, один из самых серьезных – токсическое воздействие на организм человека, отметила химик. Создание средств целевой доставки лекарственных форм на основе нетоксичных наноразмерных полимерных систем – один из способов решения этой проблемы.

«Нами было доказано, что по отношению к клетками аденокарциономы человека MCF-7 терапевтическая эффективность комплексов гибридных мицелл, "загруженных" доксорубицином, в четыре раза выше по сравнению с использованием традиционной лекарственной формы препарата. Реализация данной технологии обеспечивает значимое уменьшение дозировки лекарства, а следовательно, его токсичности», – резюмировала Марианна Кутырева.

Технология конструирования гибридных мицелл позволяет загружать биологически активные соединения различной природы: лекарственные препараты, ферменты, ДНК и другие, используемые  для целей персонализированной медицины. Результаты исследования ученых КФУ представлены в научной статье, опубликованной в журнале ACS Applied Polymer Materials.