Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра РАН и Санкт-Петербургского технологического университета разработали химическое соединение, активностью которого можно управлять с помощью лазера, а также отслеживать его местоположение в организме благодаря люминесценции. В перспективе синтезированное соединение найдет применение в новых методиках таргетной терапии нейродегенеративных заболеваний: при активации оно способно блокировать фермент, повышенное содержание которого связано с развитием болезни Альцгеймера. Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда, опубликовано в журнале Optical Materials.
Сегодня одной из наиболее перспективных альтернатив для обычной фармакологической терапии опасных заболеваний, например болезни Альцгеймера, Хантингтона, Паркинсона, является адресная (таргетная) доставка лекарств. Такой подход обеспечивает транспортировку препаратов в заданную область организма, отдельный орган и даже клетку при помощи биотехнологических продуктов: наноразмерных капсул или частиц.
При этом, благодаря относительно высокой точности, таргетная доставка 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 научные коллективы по всему миру ведут разработки различных видов платформ и методов для доставки лекарств.
Петербургские ученые исследовали способность соединений блокировать бутирилхолинэстеразу — фермент, повышенное содержание которого связано с развитием болезни Альцгеймера у человека. Они показали, что новые наноматериалы превосходят аналоги по эффективности блокирования бутирилхолинэстеразы в два раза. Все оптические исследования наноматериалов, включая исследования в организмах рачков, проводились в Санкт-Петербургском государственном университете совместно с биологами из НИЦЭБ РАН — СПб ФИЦ РАН. Изучение возможности детектирования соединений проходило на инвертированном флуоресцентном микроскопе.
«Существующие фармакологические агенты часто сталкиваются с проблемами растворимости в воде и отслеживания в реальном времени в биологических объектах. Наш гибрид объединяет функции визуализации и фотопереключаемой терапии в единой платформе и, при этом является водорастворимым. Поэтому данная работа открывает новые возможности для фармакологии, предлагая надежную стратегию для создания направляемой визуализацией светочувствительной терапии нейродегенеративных заболеваний с высокой точностью и эффективностью», — отметила руководитель гранта РНФ, профессор кафедры лазерной химии и лазерного материаловедения СПбГУ Алина Маньшина.
Отсутствие токсичности и возможность локализации наноматериалов внутри организма при помощи люминесценции была показана на примере рачков (вид Daphnia magna Str.). Эти эксперименты продемонстрировали хорошую биосовместимость и адресное накопление в пищеварительной системе.
«Нашей команде удалось синтезировать биоактивный наноматериал, свойства которого можно запускать с помощью лазера, при этом способность к люминесценции позволяет установить его локализацию в организме. Кроме того, это первое подобное соединение, которое хорошо растворяется в воде. Последнее обстоятельство имеет большое значение для создания функциональных материалов для биомедицинских применений, открывая новые возможности в таргетной терапии», — рассказала старший научный сотрудник Лаборатории натурных эколого-химических исследований НИЦЭБ РАН — СПб ФИЦ РАН Анастасия Егорова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
