Микробов «встроили» в нанокапсулы для доставки лекарств

Ранее просто безвредные для человека, с помощью новой технологии эти бактерии смогут приносить пользу

© Сергей Коньков/ТАСС

ТАСС, 5 марта. Российские ученые выяснили, что споры безвредной для человека сенной палочки можно использовать для того, чтобы точно и безопасно доставлять лекарства в различные органы тела человека. Описание их работы опубликовал научный журнал Nanomaterials. Кратко об этом пишет пресс-служба Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН.

«Попадая в благоприятную среду, инкапсулированные споры прорастают и разрушают оболочку капсулы, не влияя на ее содержимое. Образуются достаточно большие поры, через которые действующее вещество свободно выходит в окружающую среду. Это позволяет создать средство доставки биологически активных веществ в пищеварительную систему с их контролируемым высвобождением в необходимом отделе кишечника», – рассказал один из авторов работы, научный сотрудник ИТЭБ РАН Сергей Тихоненко.

За последнее десятилетие ученые создали несколько принципиально новых методов лечения рака и других болезней на основе различных органических или неорганических наночастиц. В некоторых случаях эти структуры непосредственно участвуют в уничтожении опухоли или ликвидации источника болезни, выступая в качестве своеобразной «мишени», на которую наводятся или иммунные клетки, или излучение лазера.

В других, как отмечают авторы открытия, наночастицы служат лишь средством доставки лекарств и токсинов в опухоль. Благодаря этому врачи могут усилить эффективность работы этих веществ и уменьшить их дозу. Роль подобных «контейнеров» для доставки препаратов могут играть самые разные органические структуры, которые имитируют клетку, а также неорганические соединения, «невидимые» для иммунитета.

Тихоненко и его коллеги усовершенствовали работу подобных контейнеров, встроив в них своеобразный живой замок, открывающийся при попадании в конкретные условия среды. Его роль играют споры безвредной для человека сенной палочки (Bacillus subtilis).

Бактерии-«сторожи»

При недостатке воды или просто в неблагоприятных условиях эти микробы впадают в своеобразную «спячку», окружая себя твердой оболочкой. В таком состоянии бактерия может существовать практически вечно, пока не попадет в благоприятную среду и не вернется к нормальной жизни.

Российские ученые предположили, что этой особенностью микробов можно воспользоваться, встроив их споры в полые наночастицы из декстрана, полимера глюкозы, которые обычно используются для адресной доставки лекарств в органы тела или опухоли. Руководствуясь этой идеей, ученые создали несколько вариантов подобных нанокапсул, начинив их различными красителями и лекарствами.

Работу этих бактериальных «пилюль» биофизики проверили, поместив их в относительно теплую водную среду. Через три дня значительная часть капсул растрескалась или даже полностью разрушилась в результате пробуждения бактерий, а их содержимое просочилось в окружающее пространство, не потребовав никакого вмешательства со стороны ученых.

Главным плюсом этой технологии, как отмечает Тихоненко, было то, что она позволяет очень точечно доставлять сложные белковые молекулы и другие крайне нестабильные вещества внутрь клеток и органов тела человека. При помощи других типов наночастиц сделать это очень сложно, поскольку их вскрытие при помощи лазерного излучения, ультразвука или ферментов приводит к повреждению молекул лекарств.

Как надеются ученые, их нанокапсулы быстро найдут применение в медицине, так как все их компоненты, начиная с декстрана и заканчивая бактериями, уже широко применяются при изготовлении лекарств и при лечении различных болезней желудочно-кишечного тракта.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/7907329