К ВОПРОСУ ОБ АДРЕСНОЙ ДОСТАВКЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ОРГАНЫ И ТКАНИ

Рыбин А.О.

Аспирант, Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова

К ВОПРОСУ ОБ АДРЕСНОЙ ДОСТАВКЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ОРГАНЫ И ТКАНИ

Аннотация

В статье приведен обзор актуальности разработки методов адресной доставки низкомолекулярных соединений в клетки и ткани организма, а также опыт современных научных разработок в этом направлении, их достоинства и недостатки.

Ключевые слова: адресная доставка, наночастицы, корпускулярные носители.

Rybin A.O.

Postgraduate student, Saratov state agrarian university it N.I. Vavilova, Russia.

THERAPEUTICALLY ACTIVE DRUG "GEPASEYV" IN THE TREATMENT OF CHRONIC HEPATITIS CATS

Abstract

The article provides an overview of the relevance of studying the targeted delivery of low molecular weight compounds in cells and tissues, as well as experience of modern scientific developments in this field, their advantages and disadvantages.

Keywords: targeted delivery, nanoparticles, corpuscular carriers.

Адресная доставки низко- и высокомолекулярных соединений - актуальная тематика фармакологии и биохимии [8]. К сожалению, большинство традиционных лекарственных форм имеют ряд существенных недостатков, таких как: ненаправленное действие лекарственного вещества, т.е. взаимодействие с нецелевыми биообъектами (что приводит к побочным эффектам), сложности в поддержании оптимальной терапевтической концентрации и как следствие – повышенный расход лекарственных веществ, недостаточная биосовместимость, нежелательные физиологические эффекты [2, 4].

Адресная доставка позволяет избежать данных негативных проявлений классического применения лекарственных препаратов, снижая терапевтическую дозировку и снимая токсическое воздействие на другие органы и организм в целом. Появляется возможность задавать такое параметры, как длительность полувыведения, локализация распространения препарата, избирательность к клеткам [7].

 Известно, что период полувыведения препарата напрямую зависит от размеров комплекса наноноситель–препарат. Имеются научные данные, указывающие на данную зависимость на примере частиц коллоидного золота при накоплении в онкологических клетках. Период полувыведения наночастиц размером 14, 50 и 74 нм составил 2.10, 1.90 и 2.24 ч. соответственно.

Возможность избирательной локализации действия активных веществ достигается вариацией пути введения. Внутривенное введение цианакралатных наночастиц с высокой скоростью биодегенерации, приводи к связыванию их клетками РЭС за считанные секунды– минуты. Наночастицы связываются органами РЭС в следующем порядке: в печени находится 60–90% от введенной дозы, в тканях селезенки 2–10%, в легких 3–20%, в костном мозге – менее 1%. При внутривенном введении стойкого к биодегенерации пролонгированного препарата в случае, если размер частицы будет более 4 мкм (минимальный диаметр капилляра), высвобождение препарата будет проходить только в кровяном русле. Полиоксилцианоакрилатные или полиметилметакрилатные нанокомплексы при внутрибрюшинном введении транспортируются лимфатическими сосудами в кровь. Примечательность данного метода введения в том, что концентрация наноэлементов в медиастинальных лимфатических узлах по сравнению с внутривенным введением увеличивается в 2 000 раз. При необходимости стойкого пролонгированного действия с изоляцией препарата от здоровых органов и тканей возможно внутримышечное и подкожное введение. Действующее вещество изолируется, т.к. присутствие меченных наночастиц в других локализациях не зафиксировано. Выведение препарата может продолжаться до 70 дней.

Но применение наноплатформ, зачастую, вызывает ряд других негативных воздействий, среди которых наиболее значимые– это длительность выведения носителя из организма, результатом которого могут быть аллергические проявления и аутоиммунные патологии, ограниченное применение некоторых наноносителей вследствие их специфичности и избирательности к барьерам организма. Также, стоит отметить, что почти полное отсутствие данных препаратов на рынке фармакологических препаратов связанно с технологической трудностью и высокой стоимостью их получения.

В связи с этим, к препаратам на основе наночастиц предъявляется ряд требований, среди которых:

– Возможность контролирования размера наночастиц при синтезе препарата,

– Возможность переноса лекарственных препаратов и биологически активных молекул сквозь все барьеры организма,

– Стабильность системы “Наноноситель–препарат” для возможности длительного хранения и транспортировки.

– Отсутствие токсического действия и утилизация организмом,

– Возможность взаимодействия со всем спектром лекарственных препаратов и биологически активных веществ.

– Возможность изготовления без использования дорогостоящего оборудования и особых условий синтеза.

– Низкая стоимость компонентов, необходимых для образования частицы.

– Возможность самого носителя участвовать в биологическом обмене, использовать свой потенциал не только как транспортировщик, но и как вещество.

       Возможным решением поставленных задач может являться использование наноразмерных коллоидных неорганических систем. Среди преимуществ этих носителей стоит отметить их высокую способность проникать сквозь биологические мембраны, низкую или полное отсутствие токсичности в зависимости от степени естественного биологического обмена, маленький размер частиц и при этом большую площадь для связывания биологически активных веществ. Наибольшее развитие на данный момент имеют коньюгаты с применением коллоидного золота [1,7]. Данный наноноситель имеет ряд неоспоримых преимуществ, имеются работы, подтверждающие эффективность данной платформы при применении её в борьбе с онкологическими клетками, тем не менее существует ряд недостатков данного металла, в числе которых его физико–химическая специфичность, ограничевающая круг применяемых активных веществ и сложность выведения из организма.

Зачастую, высокая стоимость и сложность синтеза наноплатформ ограничивают переход от разработки к практическому применению и промышленному изготовлению конечных препаратов. Являясь природным неорганическим элементом, селен имеет низкую стоимость производства выходящую из простоты технологии синтеза и дешевизны исходного сырья [5]. Для получения наноразмерных частиц не требуется специальная установка или особые условия синтеза. Стабильность данного носителя позволяет изготавливать препараты с длительным сроком хранения, не требующих особенных условий. Универсальность данного носителя позволяет расширить спектр применяемых препаратов по сравнению с золотыми наночастицами. Главным достоинством селеновой платформы по сравнению с золотой– это отсутствие токсического эффекта и негативных последствий связанных с выведением из организма. Достигается это тем, что селен, как микроэлемент не требует выведения и после введения входит в биологический обмен [6].

Заключение. Таким образом, разработка наноразмерных транспортных систем для адресной доставки биологически активных молекул и лекарственных препаратов на основе селена наиболее актуальна и перспективна. Поскольку коллоидный селен, как платформа для внутриклеточной доставки биоактивных молекул, имеет определенное преимущество перед другими носителями, связанное с тем, что данный элемент является частью метаболической цепочки организма и, за счет чего, способен усваиваться во внутриклеточном пространстве. Тем самым решается вопрос нежелательных последствий, связанных с «утилизацией» организмом самого наноносителя.

Литература

1. Alaaldin M. Alkilany and Catherine J. Murphy // Toxicity and cellular uptake of gold nanoparticles: what we have learned so far? Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2988217/
2. Башкирова Е.В. [и др.] Конструирование инъекционной формы на основе силимарина и изучение ее биодинамических и токсикологических свойств//Вестник Саратовского ГАУ. – 2013. – № 08. – С. 4–6. Режим доступа: http://elibrary.ru/item.asp?id=20253696.
3. Chithrani BD, Ghazani AA, Chan WC. // Nano Lett. 2006 Apr;6(4):662–8.// Determining the size and shape dependence of gold nanoparticle uptake into mammalian cells. Режим доступа: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl052396o
4. Исаева А.Ю., Староверов С.А., Волков А.А. [и др.]. Изучение биологических свойств наноразмерной структуры на основе коллоидного селена in vitro // Ветеринарная патология. 2012. – № 3 (41). – С.111–114. Режим доступа: http://elibrary.ru/item.asp?id=18047494
5. Исаева А.Ю., Староверов С.А., Волков А.А. [и др.]. Конструирование наноразмерной структуры на основе коллоидного селена // Ветеринарная патология. 2012. № 3 (41). С. 114–117. – Режим доступа: http://elibrary.ru/item.asp?id=18047495
6. Козлов С.В., Фомин А.С., Степанов В.С. [и др.] Конструирование коллоидного комплекса селена с лактоферрином и изучение его биодинамических свойств // Актуальные вопросы ветеринарной биологии. 2012. № 1. С. 27–32. – Режим доступа: http://elibrary.ru/item.asp?id=173622004.
7. Меженный П.В., Староверов С.А., Волков А.А., [и др.] Конструирование конъюгатов коллоидного селена и коллоидного золота с белком вируса гриппа и изучение их иммуногенных свойств //Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. – 2013. – № 02. – С. 29–32. – Режим доступа: http://elibrary.ru/item.asp?id=18899375
8. Huang B, Zhang J, Hou J, Chen C. // Free Radic Biol Med. 2003 Oct 1;35(7):805–13 // Free radical scavenging efficiency of Nano–Se in vitro. – Режим доступа: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0891584903004283