Таблетка по адресу
Систему внутриклеточной доставки лекарств создали в Институте теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН. Этот принцип планируют использовать для получения высокоэффективных противовоспалительных средств. В результате российские препараты с адресной доставкой действующего вещества могут появиться на рынке уже в ближайшие пять лет. Разработки таких медикаментов ведутся в нашей стране больше полувека, и многие из них уже вышли на финишную прямую. «Известия» пообщались с учеными и выяснили, какими путями идут фармакологи всего мира, создающие подобные системы.
Адресная доставка лекарств — это мировой тренд в фармакологии. Считается, что у таких препаратов есть ряд преимуществ — капсулы раскрываются только в нужном месте, например в тканях новообразования. Противоопухолевые препараты, которые широко используются в современной медицине, токсичны до такой степени, что могут нанести организму пациента смертельный вред. Во всем мире врачи бьются над тем, чтобы создать лекарства, способные убить опухоль, не разрушая остальные ткани и органы человека. Одно из решений этой проблемы — адресная доставка действующего вещества с помощью микрокапсул. Предполагается, что они будут высвобождать действующее вещество только там, где это нужно.
Сейчас фармотрасль разрабатывает не только препараты от рака в виде микрокапсулы, но и лекарства от нейродегенеративных заболеваний и туберкулеза. Также ученые создают по этому принципу антибиотики и анальгетики, которые будут безопаснее существующих. Научный сотрудник лаборатории роста клеток и тканей Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН Антон Попов рассказал, что их коллектив разработал новую систему внутриклеточной доставки биологически активных веществ на основе полиэлектролитных микрокапсул. Они включают наночастицы диоксида церия, которые можно будет применять для создания противовоспалительных препаратов нового поколения.
— Данный тип наночастиц обладает уникальными антиоксидантными свойствами, что обеспечивает нейтрализацию губительных для клеток активных форм кислорода. В оболочке разработанной микрокапсулы наночастицы образуют тонкий слой, который обеспечивает сохранность вещества от агрессивных воздействий снаружи — например, пероксида водорода, переводя его в обычную воду.
Сами по себе такие микроконтейнеры (полиэлектролитные микрокапсулы) давно известны и хорошо изучены как система доставки веществ в клетку, в том числе различных лекарственных средств. Их прототипы были созданы российскими учеными давно. Как сообщил «Известиям» профессор кафедры фармакологии Института фармации и трансляционной медицины МГМУ им. И.М. Сеченова Владимир Чубарев первые препараты в виде лекарственной формы-микрокапсул начали разрабатываться в нашей стране почти полвека назад.
— В нашем институте под руководством члена-корреспондента РАМН Антонины Тенцовой были разработаны теоретические основы по созданию микрокапсул на основе липосом. В дальнейшем они получили практическое применение в виде липосомальных препаратов, содержащих различные лекарственные субстанции. Изучение фармакологических свойств этих микрокапсул позволило получить очень интересные результаты: биодоступность лекарств значительно повысилась, что позволило применять меньшие дозы и, как следствие, снизить действие побочных эффектов. Тогда никто в нашей стране не оперировал понятием «нанолекарство», но потом микрокапсулы с размером менее 1 микрона стали называться нанокапсулами, — рассказал Владимир Чубарев.
По словам ученого, на рынок новые отечественные медикаменты, действующие на основе микрокапсул, должны выйти в течение пяти лет.
Однако сегодня в мире уже существует свыше 30 препаратов на основе нанокапсул, которые используются в клинической практике или находятся в стадии испытаний. Как пояснил «Известиям» руководитель мегагранта и лаборатории «Химический дизайн бионаноматериалов» МГУ им. М.В. Ломоносова Александр Кабанов, в это число входят различные препараты на основе липосом, белковых наночастиц и полимерных мицелл для противоопухолевой терапии, а также наночастицы оксида железа. К наиболее известным нанопрепаратам относится «Пегилированный липосомальный доксорубицин» (в России его знают как «Келикс») для лечения рака яичника и молочной железы.
— Он обладает меньшим побочным действием, то есть он более безопасный по сравнению с обычным лекарством, и применяется у больных с разными осложнениями, — отметил Александр Кабанов.
По словам ученого, самый большой на сегодня рынок продаж — около миллиарда долларов в год — у противоракового препарата Абраксан, представляющего собой нанокапсулы на основе природного противоопухолевого препарата паклитакселя и сывороточного белка человека. Он применяется для лечения разных видов рака.
Преимуществ у таких лекарств несколько. В некоторых случаях это снижение побочных эффектов. В других — возможность безопасного введения в организм и доставка в опухоль плохо растворимых в воде лекарств.
— Вообще говоря, нерастворимых лекарств и кандидатов в лекарства очень много, и их доставка к больным клеткам в организме человека — колоссальная проблема фармацевтики. Наиболее перспективными для этой цели, с моей точки зрения, являются препараты на основе полимерных мицелл, которые, кстати, были впервые предложены нами в Советском Союзе. Мы также первыми начали клинические испытания, несмотря на сложности 1990-х годов. Но на рынок первой такой препарат вывела компания из Южной Кореи. Целый ряд новых препаратов на основе полимерных мицелл находится в стадии клинической разработки, и я думаю, что их число в последующие десять лет сильно вырастет, — отметил Александр Кабанов.
У препаратов на основе микрокапсул существует и много других преимуществ. Это и улучшение накопления лекарств в опухоли за счет более длительной циркуляции наночастиц в кровотоке или адресной доставки этих частиц к клеткам-мишеням. И использование наночастиц, загруженных в клетки иммунной системы, которые сами идут в очаг заболевания и могут проникать через труднодоступные места, например, в мозг, проходя через гематоэнцефалический барьер (полупроницаемый барьер между кровью и нервной тканью, препятствующий проникновению в мозг крупных или полярных молекул).
— Это и совсем «фантастические» на сегодня возможности создания нанопрепаратов, дистанционно управляемых электромагнитным полем, которые смогут выполнять сложные задачи в очаге заболевания, — добавил Александр Кабанов.
Еще одно перспективное направление в создании препаратов на основе наночастиц — капсулы, управляемые ультразвуком. По словам профессора Сеченовского университета Владимира Чубарева, преимущество таких препаратов в том, что в силу своих микроскопических размеров они проходят туда, куда обычное лекарство плохо проникает или не попадает совсем.
— В ряде случаев в дополнение к таргетной доставке лекарств создают микрокапсулы, которые в очаге поражения могут разлагаться при ультразвуковом облучении или повышении температуры опухоли. Для этого, например, создается направленный пучок безопасного для человека ультразвукового облучения. Липосома в результате распадается и высвобождает в опухоли действующее вещество, — сообщил ученый.
Сами же микрокапсулы, или наноразмерные частицы, могут быть двух типов. Как пояснил «Известиям» научный сотрудник отдела медицинских нанобиотехнологий медико-биологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова Максим Абакумов, такие носители делятся по способу доставки препаратов.
— Существует пассивная и активная доставка. Первая применяется очень широко. Она основана на различном строении здоровой и опухолевой ткани. В опухолевой ткани наночастиц накапливается больше, чем в здоровой. Активная доставка подразумевает наличие некоторой молекулы на поверхности наночастиц, чтобы взаимодействовать с определенной частью опухолевой ткани. Такая частица циркулирует по кровотоку, и пока нет определенного «паза», она не прикрепится к ткани.
Предполагается, что в будущем препараты с адресной доставкой активных веществ будут подбираться каждому пациенту индивидуально. Человеку, исходя из данных обследований и анализов, будут готовить лекарство, которое необходимо именно ему. Эксперты предполагают, что это изменит функционирование всей фармацевтической отрасли.
