Календарь дайджеста

Июль 2020
ПН ВТ СР ЧТ ПТ СБ ВС
 << <   > >> 
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31    
             

Новости онкологии

30 июля 2020

Ученые проследили за поведением наночастиц в организме

Наночастицы активно применяются в медицине для диагностики как контрастные агенты, а также для терапии различных заболеваний. Однако разработка многих новых многофункциональных наноагентов сдерживается трудностью мониторинга их судьбы в организме. Коллаборация ученых из МФТИ, Института биоорганической химии РАН, Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, МИФИ и Университета «Сириус» разработала новый неинвазивный метод наблюдения за наночастицами в кровотоке, обладающий высоким временным разрешением. Метод позволил установить основные закономерности, которые влияют на жизнь частиц в кровотоке и представляются перспективными для разработки более эффективных наноагентов для биомедицинских применений. Результаты опубликованы в Journal of Controlled Release.

Ученые проследили за поведением наночастиц в организме

Схема проведения экспериментов. Хвост мыши помещался в катушку, частицы, циркулирующие по сосудам хвоста, детектировались магнитной катушкой в реальном времени. Источник: Journal of Controlled Release.

Клинические применения любых наночастиц требуют точного анализа их поведения в организме, особенно – времени нахождения наночастиц в кровотоке. Именно этот параметр определяет, успеют ли наночастицы распространиться по организму, достигнуть свою терапевтическую мишень (например, опухоль) и связаться с ней. Кроме того, излишне длинное время циркуляции может быть вредно, так как может привести к накоплению частиц в здоровых тканях и, соответственно, повысить их побочную токсичность.

Циркуляция наночастиц в кровотоке сегодня изучается главным образом с помощью различных методов забора образцов крови и анализа содержания в ней наноагентов. «Проблема таких методов в том, что часто частицы выводятся из кровотока очень быстро, иногда даже за несколько минут, и исследователь успевает взять только 2-3 образца крови, что недостаточно для полноценного анализа», – комментирует Максим Никитин, соавтор статьи, заведующий лабораторией нанобиотехнологий МФТИ. Кроме того, сама процедура последовательного взятия крови приносит стресс организму и может опосредованно повлиять на циркуляцию наночастиц. Новые неинвазивные методы отслеживания судьбы наночастиц в организме крайне востребованы для развития наномедицины.

Авторы работы применили разработанный ими ранее индукционный метод детекции магнитных частиц (MPQ – англ. magnetic particle quantification) для неинвазивного измерения динамики частиц в крови. Для этого они помещали хвост животных, мышей или кроликов, в магнитную катушку прибора, затем вводили частицы в кровь и наблюдали за их концентрацией в хвостовых венах и артериях в реальном времени. Подобные измерения могут проводиться и на человеке, например, измерением магнитной катушкой частиц в руке или на кончиках пальцев.

Исследования показали, что используемый метод дает возможность неинвазивно регистрировать уникальные по информативности кинетики частиц в кровотоке, причем гораздо проще, чем классические подходы. Это позволило подробно изучить, что может повлиять на поведение частиц в кровотоке животных. Исследователи изучили три группы факторов: свойства частиц, особенности их введения, а также состояние организма животного. Дольше пребывали в кровотоке маленькие отрицательно заряженные наночастицы, вводимые в высоких дозах. Кроме того, было обнаружено, что если вводить в кровь частицы несколько раз подряд, то циркуляция последующих доз частиц значительно продлевается.

«Подобные ситуации могут встречаться в клинической практике, когда человеку сначала вводятся наноагенты, увеличивающие МРТ-контраст (магнитные частицы), а потом – терапевтические наночастицы, например, липосомы с лекарством. Мы показали, что частицы могут влиять друг на друга, и это может быть важно при терапии», – комментирует Иван Зелепукин, первый автор статьи и младший научный сотрудник Института биоорганической химии РАН и МФТИ.

Крайне важным аспектом оказалось состояние организма, в который вводятся частицы. Так, циркуляция у мышей разных генетических линий могла отличаться в несколько раз, причем различие наблюдалось только для маленьких 50-нм частиц, а не для более крупных наноагентов. Кроме того, если животное имело развитую опухоль, наночастицы начинали быстрее выводиться из крови, причем тем скорее, чем больше объем раковой опухоли. Эти факты в работе связываются с динамическими изменениями иммунной системы и ее большей способностью к распознаванию инородных веществ при развитии патологии. Обычно подобная информация о состоянии организма игнорировалась ранее в экспериментах, поэтому своими результатами авторы привлекают внимание к необходимости открыть этот ящик Пандоры для оптимального дизайна нанолекарств.

«Настолько подробное и разностороннее исследование поведения частиц даже с весьма коротким временем пребывания в кровотоке животного было проведено впервые. Оно было бы невозможно без той методологии, которая разрабатывается в Институте общей физики РАН. Наш метод сочетает в себе высокие чувствительность, временное разрешение и точность. Кроме того, он не требует инвазивных процедур и позволяет регистрировать содержание и динамику наночастиц практически в реальном времени. Это позволило получить большой объем важной информации и выявить новые закономерности, например, о разной динамике частиц у животных с разным иммунным статусом, наличием опухолей и т.д. Кроме того, развитая методика позволила задействовать на порядки меньшее количество животных в исследовании, что крайне важно как по временным и финансовым соображениям, так и для реализации прогрессивного этического принципа работы с животными 3R: Replacement, Reduction and Refinement (замена, сокращение и повышение качества). Мы полагаем, что более глубокое понимание основополагающих механизмов может значительно облегчить рациональное проектирование наноматериалов с расширенной функциональностью и оптимальной фармакокинетикой для диагностики и терапии будущего», – резюмирует Пётр Никитин, соавтор исследования, заведующий лабораторией биофотоники ИОФ РАН.

Работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда и Российского фонда фундаментальных исследований.

Источник: mipt.ru

 
Служба «Ясное утро». Всероссийская горячая линия психологической помощи онкологическим больным и их близким
Content

Уважаемые коллеги

При обнаружении ошибки просим информировать нас об этом.

Имя

E-mail *

Местонахождение ошибки *

Подробнее: в каком абзаце ошибка, в чем она состоит *

Картинка с кодом

Обновить картинку Прослушать код Введите код:

Согласен Данный веб-сайт содержит информацию для специалистов в области медицины. В соответствии с действующим законодательством доступ к такой информации может быть предоставлен только медицинским и фармацевтическим работникам. Нажимая «Согласен», вы подтверждаете, что являетесь медицинским или фармацевтическим работником и берете на себя ответственность за последствия, вызванные возможным нарушением указанного ограничения. Информация на данном сайте не должна использоваться пациентами для самостоятельной диагностики и лечения и не может быть заменой очной консультации врача.

Сайт использует файлы cookies для более комфортной работы пользователя. Продолжая просмотр страниц сайта, вы соглашаетесь с использованием файлов cookies, а также с обработкой ваших персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности.