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
Подборкой из лучших короткометражек России впервые открыли кинофестиваль в Пушкино 20 июля - Газета Маяк Подборку из шести лучших короткометражных фильмов России впервые показали на открытии прокатного тура фестиваля «Арткино» в кинотеатре «Облака» города Пушкино 20 июля, сообщил Пушкинскому информагентству президент фестиваля,
21.07.2018
На Глебовске продолжится благоустройство и ремонт - Истринские ВСети Об этом рассказал во время встречи с местными жителями руководитель администрации Букаревского ТУ Андрей Ахапкин Руководитель администрации Букаревского ТУ Андрей Ахапкин встретился с жителями 19 июля в местном Д. К.
20.07.2018
 
Травка зеленеет? - Городской ритм Жаркий май и пара недель тёплой погоды без дождей в июне – и на газонах от зелёной травы ничего не осталось.
20.07.2018
27 июля в Электростали пройдет День донора - Администрация г. Электросталь 27 июля с 9 до 12 часов Электростальская центральная городская больница приглашает всех совершеннолетних жителей принять участие в сдаче крови.
20.07.2018 Администрация г. Электросталь
Жители Подмосковья стали победителями межрегионального конкурса, посвященного юбилею Владимира Маяковского - Министерство культуры МО Московская областная государственная научная библиотека им. Н.К. Крупской подвела итоги межрегионального литературного конкурса «Я знаю силу слов, я знаю слов набат», посвященного 125-летию со дня рождения Владимира Маяковского.
19.07.2018 Министерство культуры МО
В Подмосковье определены десять лучших перевозчиков общественного транспорта за 2 квартал 2018 года - Министерство транспорта и дорожной инфраструктуры Министерство транспорта  и дорожной инфраструктуры Московской области определило лучших перевозчиков общественного транспорта региона за 2 квартал 2018 года.
19.07.2018 Министерство транспорта и дорожной инфраструктуры
Установившаяся в июле жара привлекает отдыхающих на озеро Большое – знаменитый на весь район курортный уголок города Фрязино - даже в будни.
19.07.2018 Газета Ключ
На заседании Правительства Московской области руководитель Штаба ликвидации несанкционированных свалок и навалов мусора Татьяна Витушева сообщила,
19.07.2018 Пущинская среда
В Клину задержали женщину, которая подожгла качели на детской площадке - Информационный портал Клин-АМ В г.Клин благодаря видеокамерам задержана женщина, которая подожгла качели на детской площадке, говорится в сообщении пресс-службы Главного управления региональной безопасности Московской области.
20.07.2018 Информационный портал Клин-АМ
В Клину благодаря видеокамерам задержана женщина, которая подожгла качели на детской площадке, говорится в сообщении пресс-службы Главного управления региональной безопасности Московской области.
20.07.2018 Серп и Молот
Мировым судьёй 284 судебного участка Щёлковского судебного района Московской области вынесен обвинительный приговор по уголовному делу в отношении жительницы Фрязина П. за фиктивную постановку на учёт иностранных граждан,
20.07.2018 Газета Время
Подборкой из лучших короткометражек России впервые открыли кинофестиваль в Пушкино 20 июля - Газета Маяк Подборку из шести лучших короткометражных фильмов России впервые показали на открытии прокатного тура фестиваля «Арткино» в кинотеатре «Облака» города Пушкино 20 июля, сообщил Пушкинскому информагентству президент фестиваля,
21.07.2018 Газета Маяк
21 июля Историко-художественный музей  - Театрализованная пешеходная экскурсия по ул.
20.07.2018 Администрация г. Серпухов
Оксана Косарева, министр культуры Московской области, во время празднования дня семьи, любви и верности в Хотькове, рассказала, что три районных дома культуры ждёт обновление.
20.07.2018 Газета Вперёд
Формула идеального кинопросмотра от Мособлкино и Министерства культуры Московской области такова: отечественная кинолента, свежий воздух, уютная атмосфера городского парка,
19.07.2018 Долгие Пруды
Волонтеры «Живу спортом» принимают участие в православном молодежном форуме "ДоброЛето" - Серебряно-Прудский вестник Министерство физической культуры и спорта Московской области С 15 по 22 июля в Сергиевом Посаде на Благовещенском поле проходит православный молодежный форум «ДоброЛето».
19.07.2018 Серебряно-Прудский вестник
Автобусы - Правительство Московской области Источник: Пресс-служба Губернатора Московской области Отмечены высокие темпы развития ГУП МО «Мострансавто», такие как контроль передвижения автобусов, высокая доля безналичной оплаты проезда, повышение запрплаты водителей,
20.07.2018 Правительство Московской области
На волне эйфории от закончившегося пару дней назад Чемпионата мира по футболу тема спорта остаётся одной из самых обсуждаемых.
19.07.2018 Павлово-Посадские известия
Проголосовать за цветовое оформление объектов системы раздельного сбора отходов могут жители Подмосковья - Красногорские вести На региональном портале «Добродел» dobrodel.mosreg.ru началось голосование за единое оформление мусоровозов и контейнеров для раздельного сбора отходов.
20.07.2018 Красногорские вести
Автобусы - Правительство Московской области Источник: Пресс-служба Губернатора Московской области Отмечены высокие темпы развития ГУП МО «Мострансавто», такие как контроль передвижения автобусов, высокая доля безналичной оплаты проезда, повышение запрплаты водителей,
20.07.2018 Правительство Московской области
Источник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Александр Щемляев На этой неделе в Московской области открыли крупнейший в Европе завод по производству колбасных изделий и запустили региональную навигационную с
20.07.2018 Правительство Московской области
Ступинское информагентство, Сергей Демянюк В понедельник, 16 июля, ступинцы вздохнули с облегчением – в городе закончились двухнедельные плановые работы на ТЭЦ -17, и в кранах, наконец, потекла долгожданная горячая вода.
20.07.2018 Ступинская панорама
В первом полугодии 2018 года сотрудники Управления Росреестра по Московской области (Управление) в соответствии с полномочиями по осуществлению государственного земельного надзора выявили на территории Московской области
20.07.2018 Дмитровский район