Наночастицы диоксида церия защищают микрокапсулы с лекарствами от агрессивных веществ

Фото: www.pushchino.ru

Разработка новых эффективных систем адресной доставки лекарственных средств является одним из наиболее перспективных путей совершенствования лечения социально значимых заболеваний.

Совместная работа учёных из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ РАН), Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН), Томского государственного университета совместно с иностранными коллегами из Института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного (ИМВ НАНУ) и Лондонского университета королевы Марии при поддержке РНФ представляет инновационный подход к производству композитных микрокапсул с усиленными защитными функциями.

Статья, посвященная этой разработке, была опубликована в майском номере журнала ACS Applied Materials & Interfaces .

Многие лекарственные средства, попадая в наш организм, подвергаются воздействию различных агрессивных для них веществ, из-за чего значительно уменьшается их эффективность. По этой причине приходится повышать дозировку лекарств. Некоторые из них имеют ряд нежелательных побочных эффектов, а есть и такие, которые очень токсичны для организма, например, химические вещества, с помощью которых борются со злокачественными опухолями. Выходом из этого положения является адресная доставка фармацевтических препаратов непосредственно к органу, который необходимо излечить. Делают это с помощью микрокапсул, обеспечивающих защиту лекарственных средств при доставке в целевую зону через агрессивные среды. Более того такие микрокапсулы предоставляют возможность контролируемого высвобождения их содержимого.

В настоящее время существуют различные варианты подобных микрокапсулы. Одна из наиболее перспективных разработок – полиэлектролитные микрокапсулы. Они формируются следующим образом: на кальций-карбонатную подложку поочередно наслаиваются полимеры, имеющие разный заряд. При 6 – 8 слоях полиэлектролитов капсулы становятся стабильными – они сохраняют свою структуру после удаления кальций-карбонатной подложки и могут быть использованы как микроконтейнеры. Однако полиэлектролитная оболочка микрокапсул обеспечивает только «пассивную» защиту инкапсулированных веществ, неспособную противостоять агрессивным средам. В новой работе учёные предложили в качестве одного из слоёв полиэлектролита использовать наночастицы диоксида церия, обладающие уникальными антиоксидантными свойствами. Раннее они уже продемонстрировали, что эти наночастицы нетоксичны для нормальных клеток млекопитающих и обладают большим терапевтическим потенциалом.

Учёные заключали в полиэлектролитную капсулу со слоем из наночастиц диоксида церия биолюминесцентный фермент люциферазу и проверяли, сохранится ли активность белка после обработки таких капсул агрессивным агентом – перекисью водорода в высокой концентрации. Исследователи выяснили, что защитный эффект зависит от содержания диоксида церия в оболочке. Варьируя концентрацию наночастиц на поверхности микрокапсулы, можно контролировать уровень экранирования ядра с действующим веществом – от фильтрации активных форм кислорода до их полной блокировки.

Научный сотрудник Лаборатории роста клеток и тканей ИТЭБ РАН, кандидат биологических наук Антон Попов рассказывает: «Мы провели комплексный анализ физико-химических свойств микрокапсул с наночастицами диоксида церия и инкапсулированной люциферазой и показали, что они легко воспринимаются нейрональными клетками крыс. Эти микрокапсулы нетоксичны и способны защитить клетки от окислительного стресса, вызванного перекисью водорода».

В своей работе учёные показали, что активная защита микрокапсулированных веществ наночастицами диоксида церия весьма перспективна для разработки новых систем доставки лекарственных средств и для диагностики различных заболеваний, в том числе и в агрессивных средах.

Источник : A.Popov , N.Popova , D.J. Gould , A.Shcherbakov , G.Sukhorukov , and V.Ivanov. Ceria Nanoparticles-Decorated Microcapsules as a Smart Drug Delivery/Protective System: Protection of Encapsulated P. pyralis Luciferase. ACS Appl Mater Interfaces. 2018 May 2; 10(17):14367-14377

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b19658

На рисунке

Схема «активной» защиты наноинженерных полиэлектролитных капсул. Слева: перекись водорода проникает в оболочку и разрушает люциферазу в ядре микрокапсулы. Справа: наночастицы диоксида церия предотвращают попадание перекиси водорода в ядро микрокапсулы, разлагая его на поверхности микрокапсулы. Рисунок предоставлен Антоном Поповым.

Материал подготовила Татьяна Перевязова

Пресс-служба ИТЭБ РАН, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

 
По теме
Даёшь детский городок! - Администрация г. Старая Купавна Ещё одна детская площадка, созданная в Старой Купавне по программе губернатора, теперь приглашает ребятишек.
22.09.2018
Сирень под окнами - Истринские ВСети Участники областной акции «Наш лес» внесли последний штрих в благоустройство двора в Новопетровском 20 саженцев, предназначенных для благоустроенного этим летом двора дома № 18 по улице Северной в Новопетровском,
22.09.2018
 
Торжественное открытие детской площадки по Губернаторской программе состоялось в Екатерининском сквере - Администрация г. Серпухов Сегодня состоялось торжественное открытие многофункциональной детской площадки, установленной в Екатерининском сквере по программе Губернатора Московской области Андрея Воробьева «Наше Подмосковье».
22.09.2018
Даёшь детский городок! - Администрация г. Старая Купавна Ещё одна детская площадка, созданная в Старой Купавне по программе губернатора, теперь приглашает ребятишек.
22.09.2018 Администрация г. Старая Купавна
Липы - в подарок школе - Газета Факт Сотрудники АО «345 Механический завод» подарили балашихинской школе №25 саженцы липы и цветущих кустарников.
22.09.2018 Газета Факт
246229921 385593 - Газета Новые Известия Агентство "Росбалт" разузнало обстоятельства второй судимости бизнесмена Евгения Пригожина, которого называют "поваром Путина", владельцем "фабрики троллей" и спонсором частной военной кампанией (ЧВК) Вагнера.
22.09.2018 Газета Новые Известия
Парапланерист из Подмосковья погиб в горах Кабардино‑Балкарии - РТВ-Подмосковье © «РИА Новости» ,   Денис Абрамов Парапланерист из Подмосковья погиб в горах Чегемского района Кабардино-Балкарии, сообщает «РИА Новости» со ссылкой на пресс-службу регионального главка МЧС.
22.09.2018 РТВ-Подмосковье
Лось врезался в легковую машину и сбежал с места ДТП - РТВ-Подмосковье ©   istockphoto.com Авария с участием лося произошла на шоссе у деревни в Солнечногорском районе, водитель получил серьёзные травмы, сообщает РИАМО со ссылкой на Солнечногорское информагентство.
22.09.2018 РТВ-Подмосковье
В октябре 2017 года во Фрязине закрылся родильный дом. Все будущие мамы за своими малышами теперь отправляются в Щёлковский перинатальный центр.
21.09.2018 Газета Ключ
Тело неизвестного мужчины обнаружили у дороги в городском округе Клин, труп доставили в морг, сообщил РИАМО в четверг сотрудник пресс-службы ГУ МВД РФ по Московской области.
21.09.2018 Серп и Молот
Отдел уголовного розыска ОМВД по Рузскому округу устанавливает личность мужчины, обгоревший труп которого был найден 26 марта на обочине дороги вблизи садоводческого товарищества «Дружба» у деревни Макеиха.
21.09.2018 Красное знамя
В здании бывшего Дворянского собрания после масштабной реконструкции открылась новая экспозиция.
22.09.2018 Дмитровский вестник
Второй этап выставки художественных работ, организованной молодежной редакцией «#МАЯЧОК» Пушкинского информагентства прошел в Межпоселенческой библиотеке Пушкинского района 22 сентября,
22.09.2018 Газета Маяк
В матче 25-го тура первенства России среди команд третьего дивизиона (зона «Московская область», группа «А») чёрно-синие уступили на выезде «Знамени» со счетом 2:4.
23.09.2018 ФК Сатурн
Марафон «100‑дневный воркаут» начнется в Подмосковье 23 сентября - Подольский рабочий Бесплатная образовательная программа «100-дневный воркаут» стартует в муниципалитетах Московской области с 23 сентября Бесплатная образовательная программа «100-дневный воркаут» стартует в муниципалитетах Московской о
22.09.2018 Подольский рабочий
ЛЮБЕРЦЫ. 21 сентября. INLUBERTSY.RU - Луганские журналисты выиграли в соревнованиях 8-й Журналиады, проводимой под эгидой Союза журналистов Подмосковья, сообщает Люберецкое информагентство со ссылкой на сайт союза.
22.09.2018 Люберецкая панорама
Уважаемые жители, сообщаем вам, что благодаря действиям, предпринятым Администрацией Дмитровского муниципального района в течение сегодняшнего дня МУП «РЕСУР-ДЕДЕНЕВО» запускает 2 Муниципальные котельные.
21.09.2018 Дмитровский район