Наночастицы диоксида церия защищают микрокапсулы с лекарствами от агрессивных веществ

Фото: www.pushchino.ru

Разработка новых эффективных систем адресной доставки лекарственных средств является одним из наиболее перспективных путей совершенствования лечения социально значимых заболеваний.

Совместная работа учёных из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ РАН), Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН), Томского государственного университета совместно с иностранными коллегами из Института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного (ИМВ НАНУ) и Лондонского университета королевы Марии при поддержке РНФ представляет инновационный подход к производству композитных микрокапсул с усиленными защитными функциями.

Статья, посвященная этой разработке, была опубликована в майском номере журнала ACS Applied Materials & Interfaces .

Многие лекарственные средства, попадая в наш организм, подвергаются воздействию различных агрессивных для них веществ, из-за чего значительно уменьшается их эффективность. По этой причине приходится повышать дозировку лекарств. Некоторые из них имеют ряд нежелательных побочных эффектов, а есть и такие, которые очень токсичны для организма, например, химические вещества, с помощью которых борются со злокачественными опухолями. Выходом из этого положения является адресная доставка фармацевтических препаратов непосредственно к органу, который необходимо излечить. Делают это с помощью микрокапсул, обеспечивающих защиту лекарственных средств при доставке в целевую зону через агрессивные среды. Более того такие микрокапсулы предоставляют возможность контролируемого высвобождения их содержимого.

В настоящее время существуют различные варианты подобных микрокапсулы. Одна из наиболее перспективных разработок – полиэлектролитные микрокапсулы. Они формируются следующим образом: на кальций-карбонатную подложку поочередно наслаиваются полимеры, имеющие разный заряд. При 6 – 8 слоях полиэлектролитов капсулы становятся стабильными – они сохраняют свою структуру после удаления кальций-карбонатной подложки и могут быть использованы как микроконтейнеры. Однако полиэлектролитная оболочка микрокапсул обеспечивает только «пассивную» защиту инкапсулированных веществ, неспособную противостоять агрессивным средам. В новой работе учёные предложили в качестве одного из слоёв полиэлектролита использовать наночастицы диоксида церия, обладающие уникальными антиоксидантными свойствами. Раннее они уже продемонстрировали, что эти наночастицы нетоксичны для нормальных клеток млекопитающих и обладают большим терапевтическим потенциалом.

Учёные заключали в полиэлектролитную капсулу со слоем из наночастиц диоксида церия биолюминесцентный фермент люциферазу и проверяли, сохранится ли активность белка после обработки таких капсул агрессивным агентом – перекисью водорода в высокой концентрации. Исследователи выяснили, что защитный эффект зависит от содержания диоксида церия в оболочке. Варьируя концентрацию наночастиц на поверхности микрокапсулы, можно контролировать уровень экранирования ядра с действующим веществом – от фильтрации активных форм кислорода до их полной блокировки.

Научный сотрудник Лаборатории роста клеток и тканей ИТЭБ РАН, кандидат биологических наук Антон Попов рассказывает: «Мы провели комплексный анализ физико-химических свойств микрокапсул с наночастицами диоксида церия и инкапсулированной люциферазой и показали, что они легко воспринимаются нейрональными клетками крыс. Эти микрокапсулы нетоксичны и способны защитить клетки от окислительного стресса, вызванного перекисью водорода».

В своей работе учёные показали, что активная защита микрокапсулированных веществ наночастицами диоксида церия весьма перспективна для разработки новых систем доставки лекарственных средств и для диагностики различных заболеваний, в том числе и в агрессивных средах.

Источник : A.Popov , N.Popova , D.J. Gould , A.Shcherbakov , G.Sukhorukov , and V.Ivanov. Ceria Nanoparticles-Decorated Microcapsules as a Smart Drug Delivery/Protective System: Protection of Encapsulated P. pyralis Luciferase. ACS Appl Mater Interfaces. 2018 May 2; 10(17):14367-14377

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b19658

На рисунке

Схема «активной» защиты наноинженерных полиэлектролитных капсул. Слева: перекись водорода проникает в оболочку и разрушает люциферазу в ядре микрокапсулы. Справа: наночастицы диоксида церия предотвращают попадание перекиси водорода в ядро микрокапсулы, разлагая его на поверхности микрокапсулы. Рисунок предоставлен Антоном Поповым.

Материал подготовила Татьяна Перевязова

Пресс-служба ИТЭБ РАН, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

 
По теме
Санкционированный митинг прошел на Парковой - Администрация г.Долгопрудный В минувшее воскресенье у амфитеатра на ул. Парковая состоялся санкционированный митинг, организованный активистами из Москвы, Красногорска и Долгопрудного.
20.11.2018
Бесплатные семинары для предприятий потребительского рынка и услуг пройдут в Подмосковье - Рузский район Группа компаний «ПОИСК» организовывает бесплатные семинары для предприятий потребительского рынка и услуг по актуальным на сегодня темам, в соответствии с изменениями Федерального законодательства.
20.11.2018
 
Коммунальные службы готовы к оперативной очистке от снега в Подмосковье - Люберецкая панорама ЛЮБЕРЦЫ. 20 ноября. INLUBERTSY.RU - В случае ухудшения погодных условий в готовности к оперативной очистке от снега и наледи дворов Подмосковья находятся свыше 8 тысяч человек и 1800 единиц коммунальной спецтехники,
20.11.2018
24 ноября все отделения МФЦ не будут работать - Администрация г.Люберцы 24 ноября все отделения многофункциональных центров Московской области не будут работать в связи с проверкой профессиональных знаний сотрудников.
20.11.2018
Mol parlam - Администрация г. Пущино Двадцать девятого ноября в Московской области пройдёт Единый день голосования в Молодёжные парламенты, команда добровольцев Российского фонда свободных выборов из 15 регионов России поучаствует в общественном наблюдении.
20.11.2018
Оперативное совещание Администрации городского округа Кашира - Администрация г.о. Кашира 19 ноября в Администрации городского округа Кашира прошло оперативное совещание при участии руководителей территориальных отделов, ряда предприятий и организаций, осуществляющих свою деятельность на территории округа.
19.11.2018 Администрация г.о. Кашира
В очередной раз пущинский детский образцовый коллектив спортивной хореографии «Фантазия» ДЮЦ «Радуга» на суд жюри представил свои самые лучшие композиции.
20.11.2018 Пущинская среда
ЛЮБЕРЦЫ. 20 ноября. INLUBERTSY.RU - В случае ухудшения погодных условий в готовности к оперативной очистке от снега и наледи дворов Подмосковья находятся свыше 8 тысяч человек и 1800 единиц коммунальной спецтехники,
20.11.2018 Люберецкая панорама
whatsapp image 2018 11 19 at 18.43.30 21 - ДУММО В картинной галерее Музейно-выставочного комплекса г.о. Люберцы прошла сегодня торжественная церемония открытия фотовыставки «Деревянное зодчество: мусульманские храмы России».
19.11.2018 ДУММО
Сотрудников Госжилинспекции в Рузском городском округе поздравили с 15-летием основания Главного управления - Рузский район В Рузском городском округе состоялась торжественная церемония поздравления сотрудников территориального отдела №19 Государственной жилищной инспекции по Московской области,
19.11.2018 Рузский район
В ближайшую пятницу ОДЦ «Октябрь» намерен повторить успех своего прошлого дня рождения, когда с сцене выступила Эдита Пьеха.
20.11.2018 Газета Вперёд
Чтобы дети росли добрыми и умными, им нужно читать хорошие сказки. Мир современных сказочных героев настолько разнообразен, что в нем есть место не только для Бабы-яги и Деда Мороза,
20.11.2018 Газета Ключ
ЛЮБЕРЦЫ. 20 ноября. INLUBERTSY.RU - В Люберецкой картинной галерее 19 ноября в рамках стартовавшего в округе месячника татарской национальной культуры состоялось торжественное открытие фотовыставки «Деревянное зодчество:
20.11.2018 Люберецкая панорама
Подмосковная команда выступит на чемпионате «Абилимпикс» в Москве - За новую жизнь Подмосковная команда выступит на IV Национальном чемпионате профессионального мастерства среди людей с инвалидностью и ограниченными возможностями здоровья «Абилимпикс» 2018, который пройдет 20—23 ноября в Москве,
20.11.2018 За новую жизнь
Путепроводу Быково в Раменском районе быть - Химские новости В следующем году начнется проектирование и строительство путепровода через Казанскую железную дорогу в районе железнодорожного переезда в п.Удельная Раменского района.
20.11.2018 Химские новости
Олимпиада рабочих рук Ирина Шилова Для участия в двух компетенциях –  ресторанный сервис и разработка мобильных приложений – съехались профессионалы от 16 до 22 лет со всей области,
20.11.2018 Газета Новости недели
Жителей Московской области будут подробно информировать о текущем ремонте дорог - ЗАТО Власиха Власти Подмосковья подробно расскажут о планируемом ремонте и строительстве дорог через СМИ и на личных встречах, заявил во вторник на заседании регионального правительства губернатор Московской области Андрей Воробьев.
20.11.2018 ЗАТО Власиха
Расчистка дорог от снега - Правительство Московской области Источник: Министерство транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области В случае ухудшения погодных условий в готовности к оперативной очистке от снега и наледи дворов Подмосковья находятся более 8 тысяч челове
20.11.2018 Правительство Московской области
Краткие итоги пробной переписи населения  2018 года - Авиаград Жуковский С 1 по 31 октября 2018 года в России проходила пробная перепись населения, которая являлась подготовительным этапом к проведению третей по счету Всероссийской переписи населения в 2020 году.
20.11.2018 Авиаград Жуковский