Российские ученые "встроили" микробов в нанокапсулы для доставки лекарств

Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН выяснили, что споры бактерий вида Bacillus subtilis можно применять для максимально точной и безопасной доставки лекарств в различные органы тела человека. Об этом сообщила пресс-служба ИТЭБ РАН со ссылкой на статью в журнале Nanomaterials.

"Инкапсулированные споры, попадая в благоприятную среду, прорастают и разрушают оболочку капсулы, не влияя на ее содержимое. Образуются достаточно большие поры, через которые действующее вещество свободно выходит в окружающую среду. Это позволяет создать средство доставки биологически активных веществ в пищеварительную систему с их контролируемым высвобождением в необходимом отделе кишечника", - заявил Сергей Тихоненко, научный сотрудник ИТЭБ РАН, чьи слова приводит пресс-служба института.

За последнее десятилетие ученые создали несколько принципиально новых методов лечения рака и других болезней, основанных на базе различных органических или неорганических наночастиц. В некоторых случаях эти структуры принимают непосредственное участие в уничтожении опухоли или ликвидации источника болезни, выступая в качестве своеобразной "мишени", на которую наводятся или иммунные клетки, или излучение лазера.

В других, как отмечают авторы открытия, наночастицы служат лишь средством доставки лекарств и токсинов в опухоль, что позволяет врачам усилить эффективность работы этих веществ и снизить их дозу. Роль подобных "контейнеров" для доставки препаратов могут играть самые разные органические структуры, имитирующие клетку, а также неорганические соединения, "невидимые" для иммунитета.

Тихоненко и его коллеги усовершенствовали работу подобных контейнеров, встроив в них своеобразный живой замок, открывающийся при попадании в конкретные условия среды. Его роль играют споры бактерий вида Bacillus subtilis, безвредной для человека сенной палочки. Это будет способствовать реализации нацпроекта "Наука".

Бактерии-"сторожи"

При недостатке воды или просто в неблагоприятных условиях, эти микробы впадают в своеобразную "спячку", окружая себя твердой оболочкой-спорой. В таком состоянии бактерия может существовать практически вечно, пока она не попадает в благоприятную среду и не возобновляет свою нормальную жизнедеятельность.

Российские ученые предположили, что этой особенностью микробов можно воспользоваться, встроив их споры в полые наночастицы из декстрана, полимера глюкозы, которые обычно используются для адресной доставки лекарств в органы тела или опухоли. Руководствуясь этой идеей, ученые создали несколько вариантов подобных нанокапсул, начинив их различными красителями и лекарствами.

Работу этих бактериальных "пилюль" биофизики проверили, поместив их в относительно теплую водную среду. Через три дня значительная часть капсул растрескалась или даже полностью разрушилась в результате пробуждения бактерий, а их содержимое просочилось в окружающее пространство, не потребовав никакого вмешательства со стороны ученых.

Главным плюсом этой технологии, как отмечает Тихоненко, является то, что она позволяет очень точечно доставлять сложные белковые молекулы и другие крайне нестабильные вещества внутрь клеток и органов тела человека. Эту процедуру крайне сложно осуществить при помощи других типов наночастиц, вскрытие которых при помощи лазерного излучения, ультразвука или ферментов приводит к повреждению молекул лекарств.

Как надеются ученые, их нанокапсулы быстро найдут применение в медицине, так как все их компоненты, начиная с декстрана и заканчивая бактериями, уже широко применяются при изготовлении лекарств и при лечении различных болезней желудочно-кишечного тракта.