Доставка лекарства «по адресу»

В ажнейшее применение наномедицины в ближайшем будущем - доставка в живом организме лекарства точно «по адресу».

Для эффективной доставки в организм лекарств используются разные методы. В пористые наноструктуры, типа биосиликона, внедряются лекарства, радионуклеиды, протеины и пр. После доставки лекарства в нужную точку организма биосиликон распадается, лекарства и другие средства продолжают работать. Применяются также нанокапсулы с полезными веществами и витаминами. Но важно, чтобы лекарства попали в нужные точки организма, не повредив здоровые клетки и органы.

К настоящему времени разработаны первые наносистемы, состоящие из дендромеров - разветвленных полимеров, - которые могут иметь участки, комплементарные нуклеотидам ДНК. Один из дендромеров может выступать в роли маркера больных раковых клеток, другой является носителем флуоресцентной метки. При этом молекулы ДНК выступают в роли жесткого соединения, «скелета» этой сложной наносистемы (рис. 9.3). Таким пассивным методом можно проводить диагностику раковых опухолей: наносистемы прилипают маркерным концом к больной клетке, а флуоресцирующий конец указывает расположение опухоли. Во втором варианте (активный метод) флуоресцирующий конец заменяется на дендромер, несущий в себе лекарство (рис. 9.4). При этом за счет белкового маркера больных клеток лекарство доставляется точно «по адресу». Благодаря новой технологии наночастицы смогут стать одним из самых распространенных препаратов для лечения различных заболеваний.

У глеродные нанотрубки рассматриваются как нанокапсулы для лекарств, однако их возможный вред для живого организма не изучен. Поэтому перспективными являются работы по созданию нанокапсул для лекарств из протеиноволипидных бионанотрубок (рис. 9.5). Эти бионанотрубки получаются в результате процесса самоорганизации в растворе под воздействием электрического заряда. Варьируя заряд, можно добиться, чтобы трубки были открытыми или закрытыми (поэтому их назвали «умными»). Ученым удалось ввести в нанотрубки лекарство и по электрическому сигналу заставить их открыться. Кроме медикаментов, нанотрубки могут доставлять в клетки цепочки ДНК, кодирующие определенные гены, что может помочь в лечении генетических заболеваний и рака.

В 1986 г. в живых клетках были обнаружены веретенообразные капсулы из молекул белка, которые назвали наноконтейнерами. Они часто встречаются в живых клетках, но роль их в организме до сих пор не ясна. Генетически модифицированная мышь, в клетках которой эти биоконтейнеры отсутствовали, не имела никаких особенностей в развитии. В любом случае эти естественные контейнеры, по выражению открывшего их биохимика Л. Рома, представляют собой троянских коней для организма. Их можно нагрузить флюоресцентными метками, молекулами ДНК или лекарством, и организм их не отторгнет.

После проведения первых экспериментов предполагается расширить область применения биологических наноконтейнеров для создания биосенсоров для единичных клеток, для очистки окружающей среды от токсичных металлов и опасных биологических объектов и пр.