Рубрики Исслeдoвaтeли из Сeвeрo-Зaпaднoгo фeдeрaльнoгo мeдицинскoгo исслeдoвaтeльскoгo цeнтрa имeни В.A. Aлмaзoвa рaбoтaют нaд сoздaниeм нaнoрaзмeрныx нoситeлeй лeкaрствeнныx срeдств для лeчeния ишeмичeскoй бoлeзни сeрдцa и для нoвoгo спoсoбa интрaoпeрaциoннoй (вo врeмя oпeрaции) диaгнoстики пoврeждeния сердечной мышцы. Ученые опубликовали результаты исследований в журналах Biomedical Optics Express и Drug Delivery. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.
Ишемическая болезнь сердца и ее важнейшая клиническая форма — острый коронарный синдром — широко распространены и являются основной причиной смертности во многих странах мира. Введение препаратов-кардиопротекторов сопровождается значительными побочными эффектами. Решение этой проблемы — направленная доставка лекарства в зону ишемического повреждения с минимизацией воздействия препарата на интактные (неповрежденные) ткани. Для этого препарат иммобилизируют на поверхности носителя, который накапливается в поврежденной ткани и высвобождает там лекарство.
«Разработка способов направленной доставки лекарств при лечении инфаркта миокарда становится одним из ведущих направлений современной фармакологии. Ее цель — создание наноразмерных носителей лекарственных средств, позволяющих локально повысить концентрацию кардиопротективного соединения в зоне ишемически-реперфузионного повреждения с минимумом побочных эффектов. Предположение основывается на том, что нанопереносчики лекарственных средств будут накапливаться в зоне ишемически-реперфузионного повреждения за счет повышенной проницаемости микрососудов и особенностей физико-химических свойств наночастиц. Также эффективность кардиопротектора будет расти за счет повышения стабильности переносимых лекарственных соединений вследствие их химико-физического взаимодействия с наночастицами, что позволит замедлить распад лекарств в организме», — рассказал один из авторов работы, заведующий Научно-исследовательской лабораторией метаболизма миокарда Дмитрий Сонин.
В некоторых случаях восстановление кровоснабжения даже после непродолжительной ишемии может вызвать ишемически-реперфузионное повреждение миокарда, которое сопровождается нарушением сердечного ритма, дисфункцией сердца и отсутствием восстановления кровотока на уровне тканей. Направленная доставка лекарственных средств в зону повреждения миокарда в момент проведения операций по устранению дефицита кровоснабжения того или иного участка сердечной мышцы позволит уменьшить гибель мышечных клеток сердца вследствие ишемически-реперфузионного повреждения.
В своих статьях ученые описали свойства нового наноносителя, органомодифицированного кремнезема, и схему синтеза кремнийсодержащих носителей различного размера, от 3 до 150 нанометров. В качестве модельного кардиопротектора учёные выбрали аденозин, который является триггером ишемического пре- и посткондиционирования миокарда – самых эффективных механизмов защиты миокарда от ишемически-реперфузионного повреждения. Лекарственный препарат иммобилизировали на многослойных наночастицах органомодифицированного кремнезема.
Эксперименты на животных продемонстрировали отсутствие острой токсичности органомодифицированного кремнезема при внутривенном введении. Также было показано, что сорбция аденозина на наночастицах органомодифицированного кремнезема существенно уменьшила побочные эффекты, такие как резкое снижение артериального давления и нарушение сердечного ритма, которые возникали при внутривенном введении не связанного с наночастицами аденозина.
Распределение наночастиц в организме ученые отслеживали с помощью флуоресцирующих веществ. В качестве флуорофора для маркировки наночастиц ученые использовали индоцианин зеленый. Этот метод может использоваться для контроля направленной доставки лекарственных препаратов в пораженные ткани. В работе с индоцианином зелёным был обнаружен феномен его накопления в зоне ишемически-реперфузионного повреждения сердечной мышцы в основном в связи с повышенной проницаемостью сосудов.
Флуорофор быстро выводится печенью из кровотока, и уже через 20 минут можно наблюдать четкий контраст между яркой зоной флуоресценции области инфаркта и неповрежденным миокардом. Ученые предложили использовать данный феномен «свечения» инфаркта миокарда в инфракрасных лучах для экспресс-диагностики инфаркта миокарда как в эксперименте, так и при проведении кардиохирургических операций на открытом сердце.
Продолжая работу с кремнийсодержащими наночастицами, в экспериментах по оценке скорости высвобождения аденозина, иммобилизованного на наночастицах кремнезема, было установлено, что скорость высвобождения препарата зависит от типа иммобилизации, и, меняя тип иммобилизации (физическая сорбция, ионная или ковалентная), скорость можно регулировать.
«Требуются дальнейшие исследования в области биораспределения, токсичности и эффективности кардиопротекции с использованием данного типа наночастиц, чтобы утверждать, что выбранные нами наночастицы можно использовать в практической кардиологии», — заключил Дмитрий Сонин.