ИСТИНА

Одной из наиболее важных и актуальных проблем прикладной биофизики и нанобиоинженерии в настоящее время является разработка биомедицинской технологии, позволяющей обеспечить эффективную адресную доставку и управляемое высвобождение лекарственных препаратов в локальных целевых областях организма, in vivo. Подобным способом возможно как добиться значительного повышения эффективности лекарственной терапии многочисленных заболеваний (путем повышения действующей концентрации лекарства), так и значительно снизить побочные эффекты лекарственного препарата. В качестве средств доставки лекарственных препаратов могут быть использованы коллоидные частицы различной природы, в том числе биомиметические липидные везикулы – липосомы. Важным преимуществом липосом является их нетоксичность и биосовместимость. Помимо того, значительный арсенал существующих методик синтеза позволяет варьировать размер липосом в широких пределах, вплоть до субмикронных, что позволяет добиться оптимального распространения липосом-носителей лекарства непосредственно в организме. Например, можно использовать эффект повышенной проницаемости и удержания, для накопления липосом в раковой опухоли. Перспективным усовершенствованием липосомального подхода, позволяющим добиться чувствительности липосом-носителей к внешним управляющим воздействиям, является функционализация липосом наночастицами магнетита (Fe3O4, обеспечивают восприимчивость к внешним электрическим и магнитным полям) и золота (восприимчивы к электрическим полям и свету). В настоящем докладе мы представляем результаты разработки, синтеза и характеризации новых нанокомпозитных коллоидных везикул, которые могут быть использованы для направленного транспорта и пространственной локализации лекарств, и их высвобождения под воздействием внешнего активирующего стимула. Нанокомпозитные везикулы образованы путем встраивания гидрофобизованных неорганических наночастиц золота или магнетита непосредственно внутрь липосомальной мембраны. Было изучено воздействие импульсов внешнего электрического поля на полученные нанокомпозитные везикулы. Так, было показано, что сверхкороткие импульсы электрического поля напряженностью 1×107 В/м и длительностью около 10 нс разрушают нанокомпозитные липосомы и приводят эффективному высвобождению их содержимого (в частности, противоопухолевого лекарственного препарата доксорубицина, предварительно загруженного внутрь липосом) в раствор, а значит могут быть использованы в качестве управляющего воздействия. Подобный эффект объясняется тем, что встроенные в липосомальную мембрану электропроводящие наночастицы выступают своего рода «наноантеннами», значительно усиливающими локальное электрическое поле, что в свою очередь приводит к разрушению липосомальной липидной мембраны по широко изученному механизму электропорации. Липосомы, содержащие в своих мембранах наночастицы магнетита, восприимчивы к внешним магнитным полям, что управлять локализацией таких магнитных носителей в организме пациента. Однако, под действием магнитного поля, например постоянного магнита, создающего поле интенсивностью 1кЭ, так же происходит высвобождение лекарственого препарата из нанокомпозитных липосом. При этом разрушения липидной мембраны не происходит. Исходя из стремления системы минимизировать магнитостатическую энергию магнитных липосом, можно теоретически предсказать поведение липосом с локализованными непосредственно в мембране магнитными наночастицами во внешнем магнитном поле. Изначально сферическая липосома деформируется, принимая форму эллипсоида, при этом минимум магнитостатической свободной энергии достигается для формы эллипсоида с вытянутой полуосью, ориентированной вдоль поля, что соответствует полученным экспериментальным результатам. Растяжение липосомальной мембраны при подобной деформации приводит к изменению ее проницаемости и выходу содержимого нанокомпозитных липосом во внешний раствор. Подобный эффект так же может быть использован для активации липосом-носителей лекарства непосредственно в организме пациента. Преимуществом подобного метода активации является безопасность магнитного поля для человека. 1. Khomutov G.B., Kim V.P., Koksharov Yu.A., Potapenkov K.V., Parshintsev A.A., Soldatov E.S., Usmanov N.N., Saletsky A.M., Sybachin A.V., Yaroslavov A.A., Taranov I.V., Cherepenin V.A., Gulyaev Y.V., Nanocomposite biomimetic vesicles based on interfacial complexes of polyelectrolytes and colloid magnetic nanoparticles, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 532 (2017) P. 26–35