Los bioingenieros de la Universidad RUDN han creado nanocontenedores magnéticos para la administración inteligente de medicamentos a los órganos o tejidos deseados. lo que reduce el riesgo de efectos secundarios. Un experimento en ratones determinó que los nanocontenedores no son tóxicos. Los resultados del estudio se publican en la revista Polímeros .

Los efectos secundarios farmacéuticos a menudo ocurren porque el principio activo del medicamento ingresa a órganos sanos. Es por eso que, por ejemplo, La quimioterapia es tan difícil para los pacientes en el tratamiento del cáncer:los medicamentos tóxicos afectan no solo a las células tumorales, pero todo el cuerpo. Los sistemas de administración de fármacos dirigidos resuelven este problema. En los últimos años se han propuesto muchos portadores potenciales:microcápsulas con una capa de polielectrolitos, liposomas artificiales de micro y nanoescala, y nanopartículas de proteínas, por ejemplo. Varias docenas de medicamentos envasados ​​en tales recipientes ya se utilizan en la práctica o se están sometiendo a ensayos clínicos.

Sin embargo, todavía existen muchos problemas que impiden el uso generalizado de operadores inteligentes. Una es que la dependencia del proceso de biodistribución del fármaco en los tejidos dicta el tamaño de los envases. Cuanto menor sea el tamaño, cuanto mayor sea la probabilidad de que el fármaco llegue al órgano correcto, y cuanto menor sea la dosis del fármaco, reduciendo los efectos tóxicos. Otro problema es la falta de información sobre toxicidad, efectos sobre el cuerpo y distribución en tejidos vivos. Ambos problemas han sido resueltos con éxito por los bioquímicos de la Universidad RUDN en colaboración con colegas de Rusia y el Reino Unido.

La investigadora del Laboratorio de Ingeniería de Superficies de la Universidad RUDN Olga Sindeeva y sus coautores crearon contenedores sensibles al magnético a escala submicrónica:partículas de 400-600 nanómetros, con un caparazón de varias capas de albúmina de suero bovino (BSA) con una etiqueta fluorescente Cy7, y ácido tánico (TA).

La novedad del estudio está en el método de obtención de envases, en el que nanopartículas de magnetita (MNP), óxido de hierro mixto (II, III) se adsorbieron por primera vez en la superficie de gránulos porosos de carbonato de calcio, que luego se revistieron secuencialmente con varias capas de BSA-Cy7 y TA. Luego, Se lavó carbonato de calcio de los recipientes usando una solución acuosa con un agente quelante.

"Con este método, fue posible duplicar la cantidad de magnetita en los contenedores en comparación con lo que se obtiene mediante los métodos de adsorción y co-deposición. Por lo tanto, es posible aumentar el momento magnético de los nanocontenedores y aumentar la velocidad de su movimiento en el sistema vascular, "Explicó Olga Sindeeva.

Los bioingenieros de la Universidad RUDN esperan que el tamaño submicrónico de los contenedores aumente la biodisponibilidad del fármaco que se carga en el contenedor MNP (BSA-Cy7-TA).

Experimentos preliminares en dos líneas celulares, HeLa y fibroblastos, han demostrado que los contenedores no afectan la viabilidad celular y pueden usarse in vivo.

Los envases libres de drogas se probaron luego en ratones BALB / c vivos de ambos sexos que pesaban unos 20 gramos. 10 personas por grupo. Se inyectaron recipientes en forma de suspensión en solución salina en la vena de la cola de ratones anestesiados. Se utilizó una suspensión de recipientes sin magnetita (BSA-Cy7-TA) como control. Luego, una de las patas traseras de los ratones se expuso a un campo magnético durante una hora mientras que la otra se dejó libre para comparar. La distribución de nanocontenedores en los tejidos de ratones vivos se observó mediante resonancia magnética (MRI) y tomografía fluorescente. El análisis magnetométrico y el examen histológico de los tejidos de los ratones post mortem también se realizaron una hora después de la extracción del imán.

Los biólogos de la Universidad RUDN han demostrado que en los vasos periféricos de las extremidades traseras en reposo a una tasa de flujo sanguínea baja, Las partículas de MNP (BSA-Cy7-TA) se mueven durante la primera hora después de la inyección intravenosa en la dirección de la extremidad a la que está unido el imán.

La resonancia magnética mostró que la concentración de magnetita en el músculo cerca del imán pasa por el máximo. Se encontró que la cantidad de magnetita era un 70 por ciento más alta que en la extremidad libre. Luego, la señal de magnetita cayó a valores de fondo.

Según los resultados de estudios histológicos y magnetometría, los investigadores encontraron que las MNP (BSA-Cy7-TA) se concentraban principalmente en los pulmones, y, en menor grado, en el hígado y el bazo. Es más, su concentración en los pulmones era de cuatro a cinco veces mayor. También se encontró una pequeña cantidad del portador en otros órganos y músculos internos, pero la concentración fue significativamente menor que en los pulmones. Por lo tanto, Los bioquímicos concluyeron que la distribución de recipientes intravenosos depende del suministro de sangre a los órganos, es decir, sobre la velocidad del flujo sanguíneo, pero es sensible a la localización del campo magnético.

Se prestó especial atención a la toxicidad de los envases intravenosos y sus efectos en el cuerpo. Las pruebas preliminares han demostrado que in vitro en plasma o sangre, un porcentaje significativo de los contenedores se destruye en el transcurso de un día. Los resultados de los estudios sugieren que los envases tienen tiempo para lograr el objetivo con inyección intravenosa. Luego, cambiando la señal de fluorescencia, las partículas portadoras se degradan gradualmente y se excretan del cuerpo.

Las partículas no son tóxicas y hemocompatibles. y su tamaño les permite penetrar los tejidos del cuerpo, pero en dosis de trabajo, no dañan el sistema respiratorio o circulatorio, y no afectan las funciones del riñón o del hígado. La activación del sistema del complemento que es necesaria para la biodegradación de la membrana proteica de los envases no afecta el nivel de leucocitos, y por lo tanto no conduce a ninguna inflamación sistemática notable.

Por lo tanto, los investigadores de la Universidad RUDN pudieron diseñar y distribuir contenedores con una gran cantidad de magnetita en el cuerpo, y gestionar eficazmente su despliegue utilizando un campo magnético.

En el futuro, los participantes del proyecto tienen la intención de crear nanocápsulas inteligentes que puedan administrar el fármaco al órgano correcto y abrirse para liberar la sustancia activa. Este método de administración de fármacos evitaría los efectos secundarios del tratamiento. Pacientes con una variedad de enfermedades, incluidos niños o personas mayores con problemas de salud, podría tratarse con medicamentos que de otro modo podrían evitarse debido a los efectos secundarios que empeoran la condición del paciente.