Результаты проведенного в Менделеевском университете комплекса исследований можно использовать на этапе доклинических испытаний будущих противоопухолевых лекарственных препаратов, изготавливаемых на основе наночастиц. В этом уверена кандидат фармацевтических наук, старший научный сотрудник лаборатории нанофармацевтики кафедры химии и технологии биомедицинских препаратов РХТУ им. Д.И. Менделеева Юлия Малиновская. Ее работа по изучению систем доставки лекарственных веществ на основе биодеградируемых полимеров была признана лучшей на международной конференции ExplainMyResearch для молодых исследователей в области фармацевтики.

Конференции ExplainMyResearch для молодых ученых, направленные на объединение последних достижений в области фармацевтических исследований, проводятся в пяти регионах мира. Юлия Малиновская приняла участие в мероприятии вместе с исследователями из стран Азии. Ее работа Role of Cell interactions of PLG Nanoparticles in the Drug Delivery Lifecycle, выполненная в лаборатории нанофармацевтики на кафедре химии и технологии биомедицинских препаратов РХТУ, была признана лучшей на конкурсе, который прошел в рамках конференции.

«Наше научное направление сформировалось под руководством доктора химических наук, профессора кафедры химии и технологии биомедицинских препаратов Гельпериной Светланы Эммануиловны. Основной задачей лаборатории является разработка систем доставки лекарственных веществ на основе биодеградируемых полимеров (в частности — сополимеров молочной и гликолевой кислоты, альбумина, гиалуроновой кислоты) для лечения опухолей, онкологических заболеваний. Лаборатория занимается получением и характеристикой наноносителей, поиском in vitro - in vivo корреляций (в пробирке и на живом организме), исследованием особенностей высвобождения лекарственных веществ из носителей, взаимодействия наночастиц с клетками, особенности распределения наночастиц in vivo», — пояснила Юлия  Малиновская.

Приглашение к участию в конференции менделеевцы получили от своего коллеги, доцента фармацевтического факультета Национального университета Сингапура Маттиаса Г. Вакера, одного из организаторов конференции.

«Ранее мы очень успешно сотрудничали с научно-исследовательской группой Маттиаса Г. Вакера в рамках научного проекта «Нанобиотехнологии в диагностике и терапии социально значимых заболеваний». Я отправила на конкурс тезисы работы, записала и приложила видеопрезентацию, прошла отбор в финал. Второго августа во всех регионах мира прошли финалы, работа была признана лучшей в секции late-stage research (PhD, postdoc, молодые исследователи). В конце сентября вместе с победителями финалов отдельных регионов планирую принять участие и в международном финале», — рассказала Юлия Малиновская об участии в конкурсе для молодых ученых в рамках конференции. 

Юлия Малиновская и ее коллеги по лаборатории нанофармацевтики проводят исследования по представленной на конференции теме с 2020 года. В работе описано исследование взаимодействия наночастиц на основе сополимера молочной и гликолевой кислоты PLGA c клетками крови, изучено распределение наночастиц в организме (влияние на фармакокинетические параметры). В качестве модельного противоопухолевого препарата в наночастицы включен доксорубицин. В работе показано, как важно учитывать захват наночастиц клетками крови после внутривенного введения на фармакокинетику как носителя, так и действующего вещества. После первичного распределения и связывания с эритроцитами в крови наночастицы захватываются иммунными клетками (нейтрофилами и моноцитами), которые в свою очередь могут обеспечить дополнительный клеточно-опосредованный транспорт наночастиц в опухоль. В ходе исследования выявлена важная роль влияния скорости высвобождения лекарственного вещества из наночастиц на их способность доставлять лекарственное вещество в опухоль.

«Полученные нами данные являются результатом командной работы исследователей разных областей, это настоящее мультидисциплинарное исследование. В рамках работы получены образцы наночастиц с разной скоростью высвобождения лекарственного вещества. Наночастицы подробно охарактеризованы (размер, заряд, морфология поверхности, содержание лекарственного вещества, степень включения), изучен профиль высвобождения лекарственного вещества (доксорубицина) в различных модельных средах, имитирующих физиологические условия. Распределение наночастиц и лекарственного вещества изучали на мышиной модели аденокарциномы молочной железы с помощью интравитальной конфокальной микроскопии (метод позволяет проводить исследование в режиме реального времени с высоким пространственным разрешением). Клетки крови визуализировали с помощью флуоресцентно меченных антител. Количественно процент захвата наночастиц клетками крови оценивали методом проточной цитометрии», – отметила Юлия Малиновская.

По словам Юлии, в процессе работы было выявлено множество интересных фактов. Наночастицы с разной скоростью высвобождения препарата обладают различной «нацеливающей» способностью доставлять препарат к мишени ― опухоли (targeting cabibility). Наночастицы с разной скоростью высвобождения лекарственного вещества отличаются временем циркуляции в кровеносном русле. Значительный процент наночастиц в кровеносном русле захватывается нейтрофилами (самый многочисленный вид лейкоцитов, 40–70% от общего количества белых клеток крови), которые способны переносить препарат через стенку сосуда в опухоль и перитуморальное пространство (область вокруг опухоли).

«Работа по этой теме продолжается, и, надеюсь, нас ждет еще много интересных открытий, а приведенный нами комплекс исследований можно будет использовать на этапе доклинических исследований будущих противоопухолевых препаратов на основе наночастиц», — отметила Юлия Малиновская.

Официально задача по доработке и продолжению исследования стоит перед лабораторией нанофармацевтики РХТУ до 2024 года (в соответствии со сроком действия гранта). Работа поможет ответить на многие вопросы, связанные с особенностиями фармакокинетики/фармакодинамики наносомальных форм лекарственных веществ (наносомы — мельчайшие частицы для транспортировки лекарств в организме). Полученные данные по распределению как носителя (PLGA), так и лекарственного вещества (доксорубицина) будут использованы в дальнейшем для моделирования биораспределения наночастиц с различной скоростью высвобождения лекарственных веществ. 

***

Исследование является частью работы по проектам:

«Нанобиотехнологии в диагностике и терапии социально значимых заболеваний» (грант в форме субсидий на проведение научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития, соглашение от 29 мая 2020 г. № 075-03-2020-232/2), 2020-2022 гг.;

«Разработка инновационных лекарственных форм противоопухолевых средств из группы антиметаболитов и антимитотических агентов с применением нанотехнологических методов» при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания (FSSM-2022-0003), 2022-2024 гг.