Оригинальное исследование Использование магнитных наночастиц оксида железа сферической и кубической формы в доставке доксорубицина в клетки
Т. Р. Низамов, А. С. Гаранина, В. И. Уварова, В. А. Науменко, И. В. Щетинин, А. Г. Савченко
Магнитные наночастицы (МНЧ) привлекают все больше внимания в качестве перспективного материала для разработки эффективных систем противоопухолевой терапии и диагностики. В данной работе исследовано влияние формы магнитного ядра наночастиц (НЧ) оксида железа на эффективность доставки доксорубицина в клетки линии 4T1. НЧ сферической и кубической формы синтезировали методом термического разложения, что позволило эффективно контролировать их форму и размер. После гидрофилизирования с помощью Pluronic F-127 в полученные средства доставки загружали доксорубицин (15,22% для сферических и 15,44% для кубических НЧ). Для незагруженного доксорубицина IC50 достигала 1 мкМ, в то время как для сферических и кубических НЧ с препаратом ― 6,4 мкМ и 5,5 мкМ соответственно. В протестированном диапазоне концентраций (1,77–227,2 мг/л) цитотоксичность у наночастиц без препарата не выявлена. Согласно данным динамики накопления доксорубицина, в клетках 4T1 активнее всего накапливается свободный доксорубицин и локализуется в клеточном ядре. Препарат, загруженный в НЧ, накапливается менее интенсивно и первоначально локализуется в везикулах вокруг ядра, обнаруживаясь в самом ядре лишь через 2 ч совместной инкубации. Доставка противоопухолевого препарата на кубических НЧ несколько более выражена на ранних сроках инкубации с клетками по сравнению со сферическими частицами, однако данная разница не существенна.
Статья получена: 28.08.2018
Опубликовано online: 31.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.085
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 5926
Оригинальное исследование Наночастицы способны направлять трансплантированные мезенхимальные стволовые клетки в посттравматический свищ у крыс с повреждениями спинного мозга
Ч. Чжан, А. Ю. Морозова, В. П. Баклаушев, И. Л. Губский, П. А. Мельников, А. Н. Габашвили, Г. Ванг, Л. Ли, Х. Ву, К. Ванг, В. П. Чехонин
Травма спинного мозга (ТСМ) - это травматическое повреждение, не являющееся следствием заболевания. Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) становятся одним из наиболее используемых типов стволовых клеток как в научных исследованиях, так и в клинических испытаниях. С учетом предыдущих работ, в которых использовали от 4 x 105 до 1 x 106 клеток, целью данного исследования было определить количество МСК, оптимальное для трансплантации при хронической ТСМ. Магнитные наночастицы (НЧ) использовали для доказательства точности проведенной трансплантации. С помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), диффузионно-тензорной визуализации (DTI), диффузионно-тензорной трактографии (DTT) и поведенческих тестов мы проверили влияние различного количества МСК на уменьшение пораженной полости и посттравматического свища, подавление формирования глиального рубца, усиление ремоделирования нейронных волокон, содействие регенерации и прорастанию аксонов, улучшение васкуляризации, повышение уровня экспрессии нейронных факторов и улучшение функционирования системы. Магнитные наночастицы были точно трансплантированы в посттравматический свищ (ПТС). МСК могут восстанавливать функцию после хронической ТСМ посредством стимуляции регенерации и прорастания аксонов, уменьшая образование ПТС. Таким образом, влияние МСК на ПТС и функциональное улучшение после хронической ТСМ зависит от количества клеток, и в диапазоне от 4 × 105 до 1 × 106 наилучшей дозой является 1 × 106.
Статья получена: 26.08.2018
Опубликовано online: 31.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.084
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 6093
Мнение Лекарственные системы на основе поли-3-оксиалканоатов: их микро- и наноструктура
А. П. Бонарцев, Г. А. Бонарцева, В. В. Воинова, М. П. Кирпичников, К. В. Шайтан
Биоразлагаемые и биосовместимые полимеры, полиоксиалканоаты (ПОА), активно используются для изготовления широкого спектра лекарственных форм, придающих лекарственным средствам такие свойства, как пролонгированное действие, направленная доставка, сниженная токсичность, увеличенная стабильность. В основном в медицинской промышленности используют ПОА, полученные химическим синтезом, но интенсивно растет интерес к использованию в фармацевтике природных ПОА, полученных биотехнологическим путем. В статье обсуждаются разработка и исследование разнообразных лекарственных форм, полученных на основе природных ПОА как вспомогательных веществ для антибактериальных, противовоспалительных, противоопухолевых, обезболивающих, гормональных и других средств, и связь их свойств с микро- и наноструктурой изделий. Лекарственные системы на основе ПОА позволят устранить недостатки активных действующих веществ, связанных с особенностями их физико-химических характеристик в традиционных лекарственных формах.
Статья получена: 26.08.2018
Опубликовано online: 30.12.2018
DOI: 10.24075/vrgmu.2018.083
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 5717
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 6004
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 5405
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 7005
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 5822
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 5352