Логістика мікрокосмосу
Матеріал опубліковано в рамках конкурсу Tech Today Awards
Розробка нанорозмірних носіїв лікарських субстанцій – гаряча тема сьогоднішньої науки. Над нею дедалі активніше працюють найкращі лабораторії світу, адже саме такі носії – наноконтейнери – дозволять суттєво знизити активні дози протиракових препаратів при хіміотерапії, зменшити їх шкідливий вплив на організм, захистити здорові органи.
Серед усього розмаїття носіїв одними з найперспективніших на сьогодні вважають полімерні міцели, або, як їх ще називають, міцелярні наноконтейнери. Саме така наукова розробка – «Міцелярна композиція для доставки протиракового препарату» – посіла третє місце серед 285 фіналістів Всеукраїнського конкурсу «Кращий винахід року – 2015».
Тетяна Желтоножська та Лариса Куницька з кубком та дипломом переможців
Автори розробки – завідувач лабораторії Лариса Куницька, професор Тетяна Желтоножська (хімічний факультет КНУ імені Тараса Шевченка), член-кореспондент НАН України Ростислав Стойка та старший науковий співробітник Наталія Бойко (Інститут біології клітин НАН України). Церемонія нагородження переможців відбулася наприкінці квітня в рамках святкування Міжнародного дня інтелектуальної власності.
Про розробки наукової групи професора Тетяни Желтонозької писати напрочуд цікаво (за останні 10 років роблю це, мабуть, утретє), адже вони завжди серед гарячих тем не тільки сучасної хімії, але й фізики, медицини, біології чи фармакології, завжди – на стику наук. Так, група вчених хімічного факультету КНУ під її керівництвом свого часу розробила флокулянти – реагенти для очищення води на водопровідних станціях.
Завдяки особливостям своєї молекулярної структури вони виявилися на порядок ефективнішими за багато імпортних зразків при тих самих дозах. Навіть у випадку потрапляння до людського організму вони не здатні спричинити такої деструктивної дії, як ті, що застосовують нині на водопровідних станціях. Ще одна важлива деталь: такі флокулянти прості й дешеві у виробництві.
Нанокур’єри проти раку
Нанорозмірні носії лікарських субстанцій, за які група професора Желтонозької отримала відзнаку «Кращий винахід року – 2015» – топ-тема сьогоднішньої хімії. Міцелярні наноконтейнери, розроблені в лабораторії Тетяни Борисівни, вже випробували in vitro в Інституті біології клітини (під керівництвом члена-кореспондента НАН України Р.Стойки) для доставки поширеного протиракового препарату доксорубіцину на трьох видах ракових клітин. Як виявилося, дозу останнього можна знизити у 3-5 разів, якщо транспортувати його до клітин саме у такий спосіб!
Виробництво міцелярних наноконтейнерів зовсім нескладне, більше того, воно відбувається в умовах так званої «зеленої» хімії (синтез триває у водному середовищі). Адже для біомедичного використання носії не повинні містити навіть залишків шкідливих органічних розчинників. Розроблений полімерний носій біосумісний з живим організмом і частково біодеградабельний: під впливом ферментів він розпадається із часом на кілька малих фрагментів, які виводяться з організму.
Що «вкладають» в наноконтейнери сьогодні?
З міцелами на хімічному факультеті КНУ експериментують понад 10 років, тож знайшли для них вже не одне застосування. Так, у міцелярні контейнери інкапсулювали аналог вітаміну Е (α-токоферолацетат). Він не розчиняється у воді, тож його неможливо ввести так, щоб забезпечити ефективний і тривалий рух по організму. Якщо ж транспортувати вітамін Е чи його аналоги у створених університетськими науковцями наноконтейнерах, його дозу можна зменшувати у багато (~25) разів. Саме такий результат довели численні успішні випробування, проведені на групах мишей, кролів і поросят.
Отримуючи аналог вітаміну Е саме у міцелярній формі, тварини краще набирали вагу, не хворіли, а кролячі шубки ставали ще пухнастішими. Випробування на фермах були масштабними й успішними, а власники виявили зацікавленість у подальшій співпраці з науковцями.
Міцела – транспорт нового покоління
В цих носіях вода стає «святою»
І, нарешті, ще один «пасажир» наноносіїв, розроблених групою професора Тетяни Желтонозької – наночастинки срібла дуже малого розміру (2-8 нм), синтезовані прямо в міцелоподібних структурах. Захищене міцелярною “короною” наносрібло не тьмяніє на світлі та зберігає свої властивості у водному розчині впродовж двох років. Це біоцидний препарат, або, як кажуть сьогодні, “наноантибіотик” нового покоління. Він незамінний у виробництві ефективних перев’язувальних і гігієнічних матеріалів, дезінфекції ран у шпиталях і одягу військових у польових умовах.
Нескладно налагодити виробництво такого наносрібла навіть у вигляді спрею. Окрім військово-медичних потреб, стабілізоване в міцелоподібних носіях наносрібло здатне знезаразити будь-яку потрібну акваторію – чи то розплідники риб або акваріуми, чи то басейни, чи то міські фонтани. Разом зі співробітниками НУБіП України (під керівництвом проф.В. Максіна) його успішно випробували у великих рибних акваріумах. Експерименти показали, що навіть на генетичному рівні препарат можна використовувати без жодних біологічних ризиків, причому його біоцидна дія зберігається до дуже низьких концентрацій.
Нещодавно в репортажі ТСН звучала інформація про те, що фонтани на Майдані Незалежності будуть безпечними для випускників – 2016, адже воду для них комунальники дбайливо знезаражують дорогим імпортним антисептиком. Застосування ж розробленого університетськими хіміками наносрібла обійшлося б у рази дешевше.
Автор: Лариса КІТ