Микрокапсулы Сколтеха помогут при лечении болезней Альцгеймера и Паркинсона
Ученые объяснили уникальность созданной в Сколтехе микрокапсулы, которая поможет при лечении болезней Альцгеймера и Паркинсона.
Исследователи Сколтеха начали клинические испытания изобретения, способного кардинально изменить традиционную лекарственную терапию. Микрокапсула, которая в 20 раз меньше толщины человеческого волоса, сможет точечно доставлять к больному органу необходимую для лечения дозу лекарств.
Ученые объяснили ФАН особенности новой технологии и ее значение для больных.
Все дело в дозировке
«Любое лекарство — это яд, и только доза делает его лекарством». Это одно из самых известных высказываний Парацельса, средневекового врача, философа, великого реформатора медицинской науки и практики. Профессор Сколтеха Глеб Сухоруков убежден, что большая дозировка любого препарата — это угроза не только для здоровья, но иногда и для жизни пациента.
«Главная проблема заключается в том, что вещества, например обезболивающие, при введении большой дозы могут привести к смерти человека. И очень важно, особенно при лечении, чтобы распространение этого вещества было равномерным в течение долгого времени», — утверждает профессор Сухоруков.
Как правило, с расчетом дозы препарата у врачей проблем не возникает. Но вот как доставить его именно к больному органу — вопрос. Таблетки, уколы, капельницы — в основном именно так попадают к нам в организм лекарства. Зачастую при этом страдают и здоровые органы, ведь каждый препарат может иметь побочные эффекты. Избавиться от них, по мнению Глеба Сухорукова, помогут микрокапсулы с лекарством.
«Этого можно добиться, поместив лекарство в микрокапсулу. Из капсулы вещество будет выходить медленно, но продолжительное время. Поэтому достаточно будет сделать одну инъекцию этими микрокапсулами. Отпадет необходимость введения сразу большой дозы лекарства», — объяснил суть новой технологии собеседник ФАН.
Адресной доставкой лекарств ученые занимаются уже давно, множество лабораторий мира трудятся над их созданием, поскольку перспективы этого направления огромны. Занимался этой проблемой и профессор кафедры физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ Игорь Потемкин.
По его словам, большинство экспериментов закончились неудачно — ученым так и не удалось добиться того, чтобы лекарство начинало действовать в нужном месте.
«Создано множество «наноэкипажей» для доставки лекарств по нужному адресу, но перед учеными все еще стоит множество проблем. Главной из них многие исследователи считают проблему того, как заставить лекарство начинать действовать только тогда, когда оно попадет в нужное место», — утверждает профессор Потемкин.
Профессору Потемкину и его коллегам из МГУ после многочисленных экспериментов удалось создать гелиевую нанокапсулу. За основу исследователи взяли ядро оксида кремния, вокруг которого нарастили две полимерных оболочки. В процессе создания капсулы ядро растворялось и в образовавшуюся пустоту ученые помещали необходимый препарат. Тем не менее ученые считают, что остается еще много нерешенных проблем.
«Осталось еще много вопросов. Например, мы «поймали» структуру, в которой полость не схлопывается в момент закрытия. Но нам осталось понять, как влияет плотность слоев, установить, какое минимальное количество оболочек и их толщина не приводят к схлопыванию капсулы, и так далее», — пояснил собеседник агентства.
Тоньше человеческого волоса
Ученые Сколтеха в своих исследованиях продвинулись гораздо дальше коллег из МГУ. Им удалось создать микрокапсулы размером от двух до трех микрон, это почти в двадцать раз меньше толщины человеческого волоса. В качестве материалов для капсулы использовали аминокислоту и полисахарид глюкозы, а для ее изготовления применили послойную технологию: тончайшие пленки наносились слой за слоем, постепенно образуя капсулу.
Несмотря на столь микроминиатюрный размер, по словам профессора Глеба Сухорукова, такая капсула способна удержать даже самую текучую молекулу — молекулу сахара.
«Мы делаем капсулы микронного размера и всегда есть проблема удержать низкомолекулярные вещества, такие, например, как молекулы сахара. Сахар — водорастворимый, и его маленькая молекула легко просачивается. Нам удалось разработать технологию, которая удерживает даже такие маленькие молекулы в течение продолжительного времени», — утверждает профессор.
Лабораторные испытания показали, что микрокапсулы успешно справляются с доставкой малых доз препарата в нужное место. Мало того, они биосовместимые — при их использовании на срезах тканей человека и на грызунах заметных побочных эффектов выявлено не было.
Как считает ученый Сколтеха, капсулы могут стать идеальным помощником для многих врачей.
«Это могут быть любые вещества, например, при хирургическом вмешательстве нужно будет подавить иммунный ответ организма, можно будет точечно ввести малую, но верную дозу иммуносупрессоров. Это важно при трансплантации, когда необходимо избежать процесс отторжения пересаженного органа», — объяснил эксперт.
Сухоруков уверен, что его капсулы можно будет использовать при лечении болезней Альцгеймера и Паркинсона. По словам врачей, положительный эффект достигается тогда, когда именно больным нейронам мозга доставляют необходимое лекарство. Но на практике эту задачу решить очень сложно. Микрокапсулы ученых Сколтеха вполне могут справиться в этой проблемой, считает собеседник ФАН.
«Свойства микрокапсул можно настраивать под конкретные применения. Такие особенности микрокапсулы, как биосовместимость, биоразлагаемость и контролируемость доставки, определяются типом полимера, из которого создается оболочка капсулы, — поясняет Глеб Сухоруков. — Обеспечить контролируемую доставку также можно, воздействуя на капсулу при помощи ультразвука, лазерного излучения или магнитного поля».
Сейчас ученые завершили лабораторную стадию испытаний микрокапсул и переходят к клиническим испытаниям. По словам Сухорукова, необходимое разрешение уже получено. В ближайшее время они приступят к исследованиям вместе со специалистами научного образовательного центра МГУ и врачами одной из московских клинических больниц.