Подход позволит неинвазивно управлять работой конкретных нейронов мозга и доставлять химиотерапию только в опухолевые клетки, сообщила пресс-служба Стэнфордского университета.
«Многие лекарства обладают сильными побочными эффектами. В частности, многие лекарства от психических заболеваний нарушают нормальную работу сознания, химиотерапия повреждает здоровые клетки, а обезболивающие вызывают тошноту. Ученым удалось создать особую “упаковку” для этих препаратов, которая позволяет доставить их в нужную часть тела при помощи ультразвука с точностью в несколько миллиметров», — говорится в сообщении.
Технология была разработана группой американских материаловедов и молекулярных биологов под руководством доцента Стэнфордского университета Раага Айрана. Центральную роль в ее работе играют так называемые липосомы — полые наночастицы, состоящие из двух слоев жировых молекул. Подобные структуры сейчас активно используются для доставки РНК-вакцин или генной терапии в клетки тела людей и подопытных животных.
Как обнаружили ученые, небольшие модификации в структуре этих нанокапсул, в том числе добавление в них небольших количеств сахара-сукрозы, позволяет передвигать эти наночастицы внутри организма пациента, а также заставлять их открываться и высвобождать свое содержимое под действием сконцентрированного пучка ультразвука. В прошлом, ученые уже пытались создавать подобные конструкции для доставки лекарств на базе перфторированных углеродов, однако их взаимодействия с ультразвуком вели к опасным побочным эффектам.
Популяризация липосом и ускоренное развитие технологии изготовления этих наночастиц после начала глобальной пандемии COVID-19 натолкнули ученых на мысль переключиться на данный тип «упаковки» для лекарств. Руководствуясь этой идеей, материаловеды подготовили несколько вариантов липосом и отобрали из них те, которые отличались по акустическому отклику от крови и внутриклеточной среды, что позволяет управлять их движением и высвобождать их содержимое при помощи пучков ультразвука.
Для проверки работы этих «наноконтейнеров» для лекарств ученые упаковали в них молекулы анестетика и лекарства от психических заболеваний, ввели липосомы в кровоток крыс и доставили их при помощи ультразвука в конкретные регионы мозга и задних конечностей животных. Данные опыты подтвердили, что точечная доставка лекарств при помощи наночастиц позволяет избежать появления характерных для них побочных эффектов, что говорит о высокой перспективности технологии в медицине и науке, подытожили ученые.
