Намагниченные наночастицы доставляют лекарства

Ученые из Детского госпиталя Филадельфии (The Children Hospital of Philadelphia), Университета Дрекселя (Drexel University), Северо-Западного университета (Northeastern University) и Университета Дюка (Duke University) под руководством доктора Роберта Джей Леви (Robert J. Levy) разработали новую технологию, которая позволяет доставлять к месту терапевтического назначения такие важные «грузы», как ДНК, клетки и лекарства. Предложенный способ основан на уже прижившейся в медицине методике -- стентировании.

Стенты в сосудах

Стент -- специальный упругий металлический или пластиковый каркас, который помещается в полые органы и тем самым увеличивает их просвет. С помощью стентов удается увеличить проходимость физиологических жидкостей в мочеточниках, пищеводе, кишечнике, кровеносных сосудов.

Стентирование широко применяется для лечения пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Нередко на стенты наносят специальное лекарственное покрытие, которое высвобождается в кровь несколько недель. Таким способом после установки стента удается не только расширить просвет сосудов, но и не дать образовываться тромбам, а также избыточно расти внутренним стенкам сосудов и формироваться атеросклеротическим бляшкам. Правда, оптимальная доза лекарства всегда индивидуальна, и выясняется она опытным путем. Точнее, врачи понимают, что либо лекарства недостаточно и начинается повторная обструкция сосудов, либо налицо передозировка с ярко выраженными побочными эффектами. Причем, первый вариант не исключает второго -- два стента в один сосуд не втолкнешь, а вводимые дополнительно лекарства действуют не точечно.

Предложенный способ позволяет использовать лекарство в меньших дозах и локализовать его в нужной части сосуда.

Намагниченные стенты и наночастицы

Доктор Роберт Джей Леви предложил использовать наночастицы и магнитное поле. Над аналогичными методиками лаборатория доктора Леви работает уже не первый год.

С помощью магнитного поля ученые попытались сделать стальные стенты «центрами притяжения», к которым потянутся железосодержащие наночастицы и «привезут» на себе ценный груз -- медикаменты. Так, исследователи попытались по необходимости изменять концентрацию действующего вещества и направлять его непосредственно к «мишени» -- травмированной части сосудов, в которой уже установлен стент.

Сотрудники лаборатории доктора Леви создали наночастицы, в основе которых -- биодеградируемый полимер и заключенный в него магнетит. Размер частиц не превышает 290 нм в диаметре, и они в 10-100 раз меньше красных кровяных телец. Магнетит реагирует на изменение магнитного поля, что позволяет манипулировать частицами. Биоразлагаемый полимер исключает возможность появления тех или иных побочных реакций и интоксикации организма. Как говорят разработчики, их транспортные наночастицы легко могут доставлять лекарства к намагниченным стентам.

Исследователи уже испытали предложенную технологию. Для этого они ввели стенты из нержавеющей стали в сонную артерию лабораторным крысам. Далее животным ввели инъекцию железосодержащих наночастиц, к которым были прикреплены молекулы паклитакселя -- лекарства, которое используется для лечения сосудов. После проделанных процедур на животных в течение пяти минут воздействовали магнитным полем. Крыс из контрольной группы в магнитное поле не помещали.

Спустя пять дней после проделанных процедур у животных, которые подверглись воздействию магнитного поля, концентрация лекарства в стентированной части сосуда оказалась в четыре-десять раз больше по сравнению с животными из контрольной группы. Более того, положительный эффект проявлялся даже через две недели. У подопытных животных заметно снизился аномальный рост артериальных клеток, да и артерии сужались (рестенозис) по сравнению с контрольной группой не так сильно.

Ученые уверены, что предложенная ими технология может использоваться в современной медицине и, возможно, ляжет в основу нового медицинского направления -- васкулярного магнитного вмешательства.

Будущее намагниченных частиц

Металлические стенты и наночастицы можно использовать для комплексного лечения, когда есть необходимость использовать сразу несколько медикаментов. Наночастицы способны перемещать молекулы нескольких действующих средств одновременно. Также есть возможность делать инъекции с необходимыми действующими веществами поочередно. Руководитель исследования уверен, что описанная технология может быть применима и для лечения детей.

В ближайшем будущем ученые планируют провести еще серию лабораторных экспериментов и приступить к клиническим испытаниям.

Статья «Targeting stents with local delivery of paclitaxel-loaded magnetic nanoparticles using uniform fields» опубликована 19.04.2010 г. в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.