Поиск - новости науки и техники

Посылка для мозга. Наноконтейнеры с лекарством помогут одолеть тяжелейшие недуги.

“Поиск” продолжает серию публикаций к научной сессии Общего собрания РАН, посвященной эффективности и безопасности лекарственных средств.
Очередной материал рассказывает о векторных наносистемах доставки препаратов в клетки-мишени.

Сколько-то лет пройдет – и бороться с опаснейшими заболеваниями медики станут удивительным, даже фантастическим образом: к больному органу, точнее в ту самую клетку, откуда “есть пошла” болезнь, они направят наноконтейнер – шарик диаметром примерно в 100 нанометров, содержащий лекарство. Столь необычный способ лечения в разы превосходит все нынешние и, обратите внимание, практически не дает побочных эффектов. Рассказать о перспективном методе “Поиск” попросил одного из его разработчиков – академика Владимира Чехонина, руководителя отдела фундаментальной и прикладной нейробиологии Федерального медицинского исследовательского центра психиатрии и наркологии им. В.П.Сербского.

– Еще 110 лет назад идею так называемого направленного транспорта, его иногда называют волшебной пулей, выдвинул основоположник химиотерапии, лауреат Нобелевской премии 1908 года Пауль Эрлих, автор открытия биологически активных молекул – антител, – рассказывает Владимир Павлович. – С их помощью, считал он, можно доставлять препараты в пораженную клетку. Это предположение дало толчок к появлению многочисленных работ, описывающих специ­фичность тех или иных патологических клеток и возможность отличать их от здоровых. Новый способ лечения ученые и медики признали чрезвычайно перспективным, осталось лишь осуществить его на практике.
– Но в больном органе могут быть десятки, сотни тысяч клеток. Как распознать именно ту, что необходима медикам?
– Все нормальные клетки имеют определенный вид, но болезнь заставляет их синтезировать патологические молекулы. Скажем, в опухолевой клетке на генетическом уровне появляются мутации, продуктом которых могут быть патологические белки. То есть происходит заметное, подчеркиваю, отступление от нормы. Это подтвердили пионерские исследования советских ученых: академика Гарри Абелева и профессора Юрия Татаринова. Они первыми изучили феномен синтеза опухолевыми клетками специфического белка, нехарактерного для здорового организма. Это было в 1963 году.
Но стоило ученым понять, как “пришить к транспортному средству” (им могут быть антитела или некоторые другие молекулы) необходимое лекарство, как возникла еще одна проблема: при формировании “посылки” кардинально меняется структура препарата. По сути, образуется новое лекарство, и поручиться за его лечебные свойства уже нельзя. Ничего страшного, естественно, не случится, мы в этом уверены, но проверить надо, причем очень тщательно, потратив на это уйму времени. А все потому, что мы нарушили структуру лекарства, поставив его в необычные условия, значит, должны нести ответственность. Чтобы избежать осложнений, исследователи пошли другим путем: создали специальные наноконтейнеры, заложили в них лекарства и “пришили” к ним специальные молекулы-доставщики. В качестве наноконтейнеров можно использовать наночастицы железа, золота, полимерные наногели, мицеллы или липосомы. Под обычным микроскопом их не увидишь: размеры “посылки” от 15 до 200 нанометров.
– Сложно ли сделать наноконтейнер?
– Нет, достаточно просто. Для этого используют жировые пузырьки. В их полость вводят лекарство или диагностический препарат. Специальные химические вещества связывают наноконтейнер и векторные молекулы (доставщики). Наноконтейнерные структуры появились в 60-70-х годах прошлого столетия, и заслуга в этом также принадлежит нашему ученому – профессору Владимиру Торчилину, сейчас работающему в Америке. Он первым применил жировые эмульсии для создания наноконтейнеров.
Но на этом наши проблемы не закончились. Стоит ввести “посылку” в кровоток, и она будет обречена на гибель: защитные клетки крови буквально ее растерзают. “Посылку” необходимо было защитить – закрыть чем-то, напоминающим броню, для чего использовали длинные полимерные молекулы. Конструкция получилась достаточно сложная, и некоторые наши коллеги сомневались, что наноконтейнеры действительно достигают больных клеток-мишеней и попадают непосредственно в них. Убедить их удалось лишь с помощью конфокальной микроскопии со сверхвысоким разрешением.
Так постепенно была разработана технология доставки, достигнута безопасность наноконтейнеров. Это сразу сделало реальным клиническое освоение нового прорывного метода. Отмечу работы профессора Александра Кабанова, который возглавляет в США центр, разрабатывающий эти технологии. Мы знакомы с ним лет 30 и сегодня тесно сотрудничаем.
– Вопрос, наверное, наив­ный, но как лекарство, размеры которого измеряются в нанометрах, может победить тяжелую болезнь?
– В наноконтейнер помещается от 50 до 100 достаточно больших молекул лекарства. И за счет точного попадания в клетку-мишень, концентрация лечебного вещества сокращается в десятки, даже сотни раз. При таком способе лечения, подчеркну это, практически не возникает побочных токсических эффектов или они уменьшаются в сотни раз. Без преувеличения, освоение нового метода совершит переворот в фармакологии.
– Реагирует ли мозг на посылку – ведь у него разрешения не спрашивали?
– Мы вводим такое мизерное количество вещества, что организм как бы его и не замечает. Но о мозге разговор особый. Мои соавторы – академики Александр Николаевич Коновалов и Александр Александрович Потапов – еще много лет назад предложили создать систему транспортировки лекарств для лечения злокачественных опухолей мозга. Задача наисложнейшая. Статистика подобных заболеваний ужасающая: практически все 100% больных умирают. Опухоль, можно сказать, пускает корни – их не так просто найти и обезвредить. Поэтому операции спасают далеко не всегда, тем более что возможны рецидивы. И наши технологии на сегодняшний день – фактически единственный способ борьбы с опухолями. Но сложность в том, что мозг отделен от остального организма своего рода барьером, надежно защищающим его от вторжения инородных структур, в том числе лекарств. И его необходимо было преодолеть. Сделать это оказалось чрезвычайно трудно, нужно было найти нестандартный подход. Разработать его помог Александр Кабанов, проведя фундаментальные исследования, и сегодня, хотя и не очень интенсивно, “посылки” все же проходят сквозь защиту, и у нас впервые появилась возможность доставлять лекарства непосредственно в клетки-мишени мозга.
– Испытания уже были?
– Да, пока только доклинические, мы проводили их вместе с клиницистами и остались очень довольны: 20% крыс избавились от опухолей мозга. Для начала результат просто прекрасный! Но при переходе к клиническим испытаниям предстоит найти ответ на целый ряд далеко не простых вопросов, в том числе этических: что дозволено нам делать для освоения подобных технологий, а что нет.
– Понятно, что весь развитой мир работает в этом направлении. Кто впереди?
– Подобные технологии за границей уже применяются, там появилось пять-шесть препаратов, находящихся на стадии ограниченных доклинических испытаний. Например, для лечения рака печени и тонкой кишки, других тяжких заболеваний. Однако лечение опухолей мозга поддается иностранным коллегам с большим трудом – и здесь мы “идем в ногу”. Нам просто необходимо как можно быстрее перейти к следующему этапу – пусть и ограниченным, но клиническим испытаниям. К нашей работе проявляют большой интерес и в России, и за рубежом. Мы публикуемся в престижных иностранных журналах, таких как “Nanomedicine”, “Drug Dеlivery”, “Molecular Pharmacology” и др.
– Прозаический вопрос. Метод замечательный, но дорогостоящий, требующий высочайшей квалификации персонала клиник. Найдет ли он широкое применение?
– Абсолютно уверен, что, как только технология пройдет клинические испытания, десятки фармакологических компаний возьмутся за ее освоение. И это совсем не так трудно, как кажется. Уже разработан способ получения недорогих векторных молекул, а создание самих наноконтейнеров, как я уже говорил, дело не такое уж сложное. Так что технические вопросы можно решить достаточно просто. Да, этот метод будет дорогим, зато действенным. В стране есть и кадры, и необходимое оборудование. Уверен, практически все нейрохирургические клиники смогут внедрять эти технологии.
– Когда, по вашему мнению, они начнут работать?
– В ближайшие два-три года необходимо решить вопрос клинических испытаний. Мы к этому готовы, клиницисты тоже. Нас объединяет благая цель: спасти хотя бы 20% больных – и это уже колоссальное достижение. Метод, несомненно, получит распространение и при диагностике самых сложных заболеваний. Появляются контрастирующие препараты, позволяющие буквально “видеть” опухоли мозга. Достаточно вместо лекарства ввести в контейнер особый химический элемент, и он сделает изображение опухоли более контрастным, что весьма важно при томографии.
– Можно ли расширить сферы применения вашего метода?
– Да. Универсальный метод векторной доставки можно использовать не только для транспортировки диагностических препаратов и лекарств, но и, скажем, для доставки в клетки-мишени генетического материала, что важно при терапии самых разных генетических заболеваний и мутаций. “Правильные” ДНК будут встраиваться в действующую систему генов и, попадая в цель, начнут исправлять “ошибки природы” и приобретенные нарушения. Такие работы в мире уже активно ведутся.
Способ доставки лекарств с помощью наноконтейнеров я бы сравнил… с запуском ракеты. Не важно, какая у нее “начинка”, важно, что в нужное место и время “посылка” попадет к адресату.

Юрий Дризе
Иллюстрации предоставлены В.Чехониным
 

Нет комментариев