Мнение Использование передовых технологий для наномедицины: получение многофункциональных «волшебных пуль»
К. Мартина, Л. Серпе, Р. Кавалли, Д. Кравотто
Недавние достижения в области нанотехнологии, в том числе современные методы, позволяющие усовершенствовать технологии приготовления лекарственных средств, открыли новые горизонты в наномедицине, связанные с разработкой наноразмерных средств доставки лекарственных препаратов и целых комплексов. Последнее десятилетие большое внимание уделяется использованию нанопереносчиков ― усилия исследователей направлены не столько на разработку новых препаратов, сколько на поиск способов целевой доставки терапевтических и/или диагностических агентов. В работе рассмотрены трансдисциплинарный подход к получению наноматериалов, нанокомплексов, нановезикул и перспективы их применения в биологии и тераностике. Особое внимание уделено получению нанопузырьков, стимулчувствительных наночастиц и наносистем с привитым циклодекстрином при нестандартных условиях, таких как действие ультразвука и микроволнового излучения. Помимо использования в процессе приготовления наночастиц, ультразвук может также эффективно применяться для активации чувствительных нановезикул и наночастиц.
Статья получена: 26.06.2018
Опубликовано online: 30.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.082
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 4592
Обзор Адресная доставка лекарственных нанопрепаратов в применении к моделям рака на доклиническом этапе исследований
C. Марчио, Ф. Буссолино
Несмотря на значительные успехи в терапии рака, существенная доля пациентов все еще не может быть излечена. В обзоре представлены стратегии преодоления этой проблемы, которые активно разрабатываются по двум направлениям: 1) оптимизация диагностических протоколов для обнаружения опухолей на ранних стадиях; 2) разработка персонализированных средств терапии для увеличения эффективности и избирательности лечебных процедур. В последнее время проводимая нами работа была направлена на рациональное внедрение обоих подходов, а ее результаты внесли вклад в разработку нанолекарств, которые можно адресно доставлять к пораженным тканям в целях тераностики опухолей на моделях для доклинического изучения рака человека. Эти модульные наносистемы достаточно гибки и позволяют объединить визуализацию и доставку лекарств для применения в онкологии. Они могут служить базой для дальнейшего усовершенствования терапевтической методики.
Статья получена: 29.06.2018
Опубликовано online: 30.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.081
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 4398
Оригинальное исследование Липидоподобные наночастицы оксида железа как платформа для доставки нуклеиновых кислот в печень
В. И. Уварова, Т. Р. Низамов, М. А. Абакумов, С. С. Водопьянов, Т. О. Абакумова, И. В. Салтыкова, П. С. Могильников, И. В. Щетинин, А. Г. Мажуга
Адресная доставка антисмысловых препаратов является перспективной технологией, на основе которой возможна разработка высокоэффективных лекарственных средств для терапии широкого спектра заболеваний. Однако недостаточная стабильность РНК в биологических средах и гидрофильность, ограничивающая проникновение через клеточные мембраны, существенно сужают их использование в клинической практике. Целью исследования была разработка средств доставки антисмысловых препаратов в гепатоциты печени с помощью липидоподобных магнитных наночастиц (ЛНЧ). Кубические магнитные наночастицы (НЧ) со средними размерами 16 и 27 нм синтезировали методом высокотемпературного разложения прекурсора — олеата железа (III) и химически модифицировали формуляцией, включающей катионный липидоид С12-200. Магнитные НЧ обладают хорошими МРТ-контрастными свойствами, биораспределение ЛНЧ исследовали in vivo на линейных мышах BALB/c с помощью МР-томографа. С этой же целью провели последующее гистологическое исследование срезов печени. Наночастицы меньшего размера не продемонстрировали цитотоксического действия по отношению к клеточным линиям HepG2 и Huh7, а для НЧ кубической формы большего размера IC составила 21,5 мкг/мл для HepG2 и 126 мкг/мл для Huh7. Выявлено, что НЧ меньшего размера аккумулируются преимущественно в гепатоцитах печени, а НЧ большего размера — в селезенке, в печени же они накапливаются главным образом в макрофагах. Такая разница может быть вызвана большим гидродинамическим размером НЧ, которые имеют больший размер магнитного ядра. Образец с ядром меньшего размера является наиболее эффективной платформой для доставки антисмысловых препаратов в гепатоциты.
Статья получена: 26.06.2018
Опубликовано online: 30.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.080
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 5930
Оригинальное исследование Исследование свойств трехмерной клеточной модели опухоли с использованием нанофотосенсибилизатора в качестве новой предклинической модели
Ю. С. Маклыгина, И. Д. Романишкин, А. В. Рябова, И. В. Яковец, Л. Болотин, В. Б. Лощёнов
Ввиду своих особенностей наночастицы (НЧ), состоящие из фталоцианина алюминия (НЧ AlPc), являются перспективным фотосенсибилизатором. НЧ AlPc не флуоресцируют в свободной наноформе, слабо флуоресцируют в нормальной ткани, сильно — в опухолях и очень сильно — в макрофагах. НЧ AlPc обладают уникальной особенностью приобретать способность к флуоресценции и фототоксичности в контакте с некоторыми биокомпонентами. При этом тип биокомпонентов, связывающихся с НЧ AlPc, влияет на интенсивность, время жизни и спектральное распределение флуоресценции. Целью работы было исследовать особенности захвата нанофотосенсибилизатора в 3D-моделях клеточных культур. Полученные данные демонстрируют захват НЧ AlPc клетками внутри сфероида в течение первого часа по росту флуоресцентного сигнала. Обнаружена гетерогенность клеточных 3D-моделей по анализу изменения сигнала флуоресценции НЧ AlPc внутри сфероида. В результате лазерного облучения (двухфотонного возбуждения с λ = 780/390 нм) наблюдали фотобличинг флуоресценции, который, вероятно, связан с деактивацией НЧ AlPc. Таким образом, созданная модель, состоящая из клеточной 3D-культуры с НЧ AlPc, позволяет лучше оценивать метаболитические процессы в клетках, чем монослойные клеточные 2D-культуры. Кроме того, модель позволяет оценивать фотодинамический эффект в зависимости от фенотипичных свойств различных областей в гетерогенной 3D-структуре.
Статья получена: 26.06.2018
Опубликовано online: 30.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.079
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 4743
Оригинальное исследование Математическое прогнозирование параметров опухоль-селективного накопления парамагнитных наночастиц клетками ретинобластомы
Р. Д. Йохансен, А. А. Бухвостов, К. В. Ермаков, Д. А. Кузнецов
Ретинобластома — злокачественное новообразование, поражающее сетчатку глаза. Целью работы было разработать вычислительный подход к прогнозированию опухоль-cпецифического накопления наночастиц, высвобождающих катионы изотопов двухвалентных металлов (25Mg, 43Ca, 60Co, 67Zn, …) в клетках ретинобластомы человека. Предложена математическая модель, основанная на применении уравнения Гомперца и оригинальной версии немарковской популяционной динамики. Она основана на факте ярко выраженного дискриминационного распределения препарата между злокачественными и «соседствующими» с ними нормальными клетками и различиях в параметрах их клеточных циклов. Учтены как фармакокинетические, так и фармакодинамические особенности наночастиц PMC16 — порфирин-производных фуллерена C60, известных благодаря их уникальным возможностям в отношении направленной доставки парамагнитных изотопов металлов в раковые клетки, сопровождающейся существенным имиотерапевтическим эффектом. Демонстрируя зависимость от скорости роста опухоли, но не от ее массы в стационарной фазе, рандомизированный уровень накопления препарата в клетках ретинобластомы формализован как ценный в прогностическом отношении расчетный метод, пригодный для оптимизации проводимых в настоящее время доклинических исследований катионообменных наночастиц PMC16.
Статья получена: 27.06.2018
Опубликовано online: 30.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.078
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 4315
Мнение Перспективные методы неинвазивной медицинской диагностики с использованием наноматериалов: cпектрocкoпия гигaнтcкoгo кoмбинaциoннoгo рaccеяния в исследовании клеток, клеточных органелл, маркеров нейромедиаторного обмена
Е. А. Гудилин, А. А. Семенова, О. Е. Ерёмина, Н. А. Браже, Е. А. Гудилина, Т. Ю. Данзанова, Г. В. Максимов, И. А. Веселова
Использование достижений нaнoмедицины и мaтериaлoведения в диaгнoстике заболеваний является перспективным нaпрaвлением нaучных исследований. Спектрocкoпия гигaнтcкoгo кoмбинaциoннoгo рaccеяния (ГКР) — инновационный метод анализа, связанный с применением нaнoмaтериaлoв на основе благородных металлов для неинвазивного исследования клеток, клеточных органелл, белковых молекул. В работе обoбщены литерaтурные дaнные пo метoдaм ранней клиничеcкoй диaгнocтики рядa нейрoдегенерaтивных и нейрoэндoкринных зaбoлевaний. Oбcуждены ocoбеннocти, дocтoинcтвa и oгрaничения рaзличных метoдoв диaгнocтики по низкомолекулярным и высокомолекулярным маркерам указанных заболеваний. Прoдемoнcтрирoвaны перcпективы применения oптичеcких метoдoв для экспресс-диaгнocтики нарушений нейромедиаторного обмена. Ocoбoе внимaние уделенo нoвым пoдхoдaм при coздaнии универcaльных oптичеcких индикaтoрных cиcтем, рacширяющих aнaлитичеcкие вoзмoжнocти спектроскопии ГКР, oблaдaющей уникaльнo выcoкoй чувcтвительнocтью, cелективнocтью и вocпрoизвoдимocтью результaтoв aнaлизa при oпределении целевых aнaлитoв в биoлoгических мaтрицaх cлoжнoгo cocтaвa.
Статья получена: 20.07.2018
Опубликовано online: 26.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.077
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 4615
Мнение Применение в наномедицине и фармакологии наночастиц металлов и их неорганических соединений, полученных межфазным и контактным взаимодействием
С. А. Воробьёва, С. Э. Ржеусский
Одной из актуальных проблем современной препаративной неорганической химии являются получение и исследование наночастиц металлов и их соединений с заданными морфологией и дисперсностью для использования в медицине, фармакологии, микроэлектронике. Наряду с традиционным осаждением из водных растворов перспективны, но менее изучены межфазный синтез и контактное восстановление. В работе представлены результаты физико-химического исследования наночастиц металлов и их соединений, полученных химическим осаждением из водных растворов, межфазным и контактным взаимодействием. Для иллюстрации использования синтезированных наночастиц в фармакологии и медицине приведены данные по влиянию фазового состава и дисперсности наночастиц меди и оксида меди (II) на их противомикробные свойства и результаты исследования возможности применения магнетитовых магнитных жидкостей для маркирования мезенхимальных стволовых клеток.
Статья получена: 27.06.2018
Опубликовано online: 25.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.076
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 4529
Оригинальное исследование Наночастицы на основе гидроксиапатита и порфиринфуллерена для диагностического и терапевтического применения парамагнитных ионов и радионуклидов
М. А. Орлова, А. Л. Николаев, Т. П. Трофимова, А. П. Орлов, А. В. Северин, С. Н. Калмыков
Использование наночастиц как носителей лекарственных средств широко изучается. Одним из важных вопросов остается изменение размеров и цитотоксических свойств частиц в процессе их получения и применения. Целью работы было исследовать возможную агрегацию [67Zn]порфиринфуллерен-наночастиц (BFNP) в зависимости от времени и провести сравнительный анализ свойств наночастиц гидроксиапатита (HAP), полученных различными способами. Оказалось, что агрегация BFNP качественно не влияет на функцию наночастиц, но количественно уменьшает их воздействие на лейкемические клетки. Варьирование способов получения и обработки наночастиц НАР позволяет менять их форму, размеры и сорбционную способность по отношению к ионам металлов, а также лигандам и комплексам. Используя ферментативный метод, мы получили НАР с заранее заданными свойствами путем варьирования условий синтеза. Полученные наночастицы НАР представляют собой радиопрепараты, содержащие короткоживущие изотопы цинка и меди (в виде ионов и соединений — производных тиазина и пиримидина). Эти наноконструкции содержат два антиопухолевых компонента (радионуклид и лиганд или комплекс), что определяет их фармакологический потенциал для диагностики и лучевой терапии.
Статья получена: 27.06.2018
Опубликовано online: 25.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.075
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 4943