
- •Что должен уметь наноробот?
- •А мир идет вперед: основные тренды изменений современного мирового здравоохранения
- •КОНСТРУИРОВАНИЕ И СИНТЕЗ НАНОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ
- •Для начала, что такое лекарство?
- ••Тогда было предложено изящное решение – нужно взять эту малую молекулу и соединить
- ••Для того чтобы найти принцип доставки применимый ко всем опухолям, нужно подняться на
- •Иллюстрация принципа «пассивной» доставки
- •• Биосовместимость наночастиц в зависимости от их физических характеристик. Эта качественная картина получена
- •«Наноконтейнеры» — наноструктуры для доставки лекарственных препаратов: а) липосома, б) полимерная мицелла, в)
- ••Условием того, чтобы наблюдался EPR-эффект является то, что препарат (в той или иной
- ••Структура пептида, образующего наночастицы с антимикробными свойствами. Показана схема образования мицеллы пептида составом
- •Нанолекарства сегодня и завтра
- ••Благодаря сетчатой структуре, содержащей в своих порах до 90% воды микрогели представляют собой
- •Отсутствие внутримолекулярных водородных связей и топологические ограничения приводят к образованию структуры наподобие губки,
- ••Наиболее популярны микрогели на основе полисахаридов: хитозана, декстрана, целлюлозы и прочих. Использование для
- ••Для доставки лекарства крайне важно, чтобы микрогель загружал в себя значительные количества препарата
- •основные способы высвобождения препарата из микрогеля
- ••Разборка микрогеля на олигомеры является наиболее эффективным способом высвобождения капсулированного препарата. Для большинства
- ••Адресная доставка лекарств (англ. Drug delivery) - метод (процесс) введения фармацевтических препаратов для
- ••Для того чтобы обеспечить выполнение всех этих этапов действий, терапевтическим конструкциям надо обладать
- ••Захват наночастицы мембраной клетки. Для осуществления захвата должны образоваться специфические (лиганд–рецептор) и неспецифические
- •Активная доставка и высвобождение из лизосомы благодаря эффекту «протонной губки»
- ••В случае «активной» доставки после связывания рецептором клетки-мишени лиганда (1), конъюгированного с микрогелем,
- ••А недавно, весной 2013 года, китайские ученые из Южного Медицинского Университета открыли новую
- •Доксорубицин — раствор для инъекций(слева). Справа —
- •«Загрузка» вирусных частиц доксорубицином. Успешность загрузки можно подтвердить центрифугированием в градиенте сахарозы (справа).
- •Конъюгация CMV и фолиевой кислоты посредством образования классической амидной связи
- •«троянские» пептиды
- •«троянские» пептиды
- •Создание наноразмерных систем направленной доставки лекарств на основе липосом, липофильных пролекарств и липофильных
- ••Схема механизма «протонной губки», приводящего к разрушению лизосом и лежащему в основе цитотоксичности
- •Конъюгация препарата с белковым вектором может быть осуществлена несколькими способами: с помощью химической
- •Альфа-фетопротеин – белковый вектор для направленного транспорта лекарственных препаратов
- •Альфа-фетопротеин – белковый вектор для направленного транспорта лекарственных препаратов
- •Полиненасыщенные жирные кислоты
- •Схематичное представление
- •Схема синтеза конъюгата полиэтиленимина с линолевой кислотой (PEI-LA)
- •Схема синтеза конъюгата лиганд- ориентированного полиэтиленимина с урокановой кислотой (PEI-LA-UA)
- •Схема синтеза конъюгата
- •Задача
- •ТЕРАНОСТИКА
- •Методы контроля доставки терапевтических антисмысловых олигонуклеотидных и генно-инженерных конструкций к клеткам-
- •Реакция окислительного декарбоксилирования, приводящая
- •Молекулярные клеточные сенсоры на основе цветных флуоресцирующих белков.
- •Внутриклеточные рН-сенсоры на основе GFP
- •Методы, основанные на индуктивно-резонансном (ферстеровском) переносе энергии
- ••Любое изменение расстояния или взаимной ориентации пары флуорофоров будет влиять на эффективность переноса
- •• Например, для наблюдения в клетках Cos-7 за
- ••Сетчатая структура придает микрогелям широкие возможности для создания гибридных нанобиоматериалов, способных сочетать в
- ••Перспективным для визуализации препаратов для тераностики является метод магнитно-езонасной томографии (МРТ). В настоящее
- •Мультифункциональные конструкции для адресной доставки терапевтических препаратов в опухолевые клетки и визуализации процессов
- •Термотерапия
- •Для проведения нанотермотерапии подыскиваются материалы, обладающие сродством к опухолевым тканям или специфическими размерами
- •Одним из перспективных материалов для использования в нанотермотерапии являются наночастицы золота и кварца,
- •Настройка резонансов
- •Схема получения и применения нанокомпозитов
- •В зависимости от физических характеристик (размера, качества и толщины металлического покрытия) наночастицы способны

«троянские» пептиды
Рис. 3 Структура гибридной конструкции doxorubicin—D-pAnt. Пептид: RQIKIWFQNRRMKWKK


Создание наноразмерных систем направленной доставки лекарств на основе липосом, липофильных пролекарств и липофильных гликоконъюгатов (молекулярных адресов). Показано, что адресные лекарственные липосомы по противоопухолевому эффекту значительно превосходят исходные лекарства и липосомы,
не оснащенные углеводным лигандом.

|
O |
OH |
+ |
Ag2O, KI, |
O |
O |
O |
HO |
nO |
|
O CH2Cl2, 370C HO |
nO |
|
S |
|
|
|
|
S |
Cl |
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
NaN3, |
500C |
|
|
|
|
|
|
|
EtOH |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
OH |
|
|
|
|
|
N3 |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
O |
O |
OH |
Cu+ |
|
|
|
N |
N |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
R |
|
O |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
R = остаток фолиевой кислоты, остаток биотина, остаток тамоксифена.



•Схема механизма «протонной губки», приводящего к разрушению лизосом и лежащему в основе цитотоксичности некоторых наночастиц. Катионные частицы (например, полиэтиленимин или дендримеры) связываются с липидными головками мембраны и захватываются внутрь клетки путём эндоцитоза. Попав в кислое окружение вторичной лизосомы, ненасыщенные аминогруппы присоединяют протоны, закачиваемые внутрь этой органеллы
АТФазами v-типа. (На один протон в лизосому попадают также один ион хлора и одна молекула воды.) В результате лизосома «набухает» и, в конечном счёте, лопается, изливая своё содержимое в цитоплазму.

Конъюгация препарата с белковым вектором может быть осуществлена несколькими способами: с помощью химической сшивки (в простейшем случае — дисульфидная или тиоэфирная связь) полиэтиленгликолевого (PEG) или полипептидного линкера, авидин–биотин технологии. В любом случае, способ конъюгации должен удовлетворять двум основным критериям: высокий выход реакции и возможность внутриклеточного расщепления. Структура линкерного фрагмента может не подразумевать его клеточное расщепления, при этом «независимость» препарата от вектора обеспечивается значительной длиной линкера. В этом случае обычно используют PEG, масса которого может достигать 2–3 кДа.
Альфа-фетопротеин – белковый вектор для направленного транспорта лекарственных препаратов
•Важным элементом поиска векторного агента является подбор таких рецепторных компонентов, которые не экспрессированы на поверхности нормальных соматических клеток, но встречаются значительно чаще на мембранах опухолевых клеток. Мишенью для направленного транспорта могут быть рецепторы онкофетальных белков, а в качестве вектора могут выступать сами онкофетальные белки, например, альфа- фетопротеин (AFP). Уровень экспрессии рецептора AFP в непролиферирующих клетках очень низок, в то время как на поверхности опухолевых клеток различного происхождения определяется от нескольких сотен до миллиона AFP- рецепторов на клетку [Mizejewski, G.J., Tumor Biol., 2011].
Альфа-фетопротеин – белковый вектор для направленного транспорта лекарственных препаратов
•Альфа-фетопротеин (AFP) – это гликопротеин (69 кДа), близкий по структуре к сывороточному альбумину человека [Deutsch, H.F., Adv. Cancer Res., 1991] . Белок появляется в развивающемся эмбрионе млекопитающих и практически исчезает из крови после рождения. Однако он может появляться в крови взрослых особей при развитии рака печени и репродуктивных органов. Исследователями отечественных и зарубежных лабораторий показано, что обработка человеческой гепатомы и человеческой лимфобластомы человеческим AFP in vitro приводит к сильному торможению роста клеток, появлению морфологических изменений, характерных для апоптоза. Наш интерес к AFP обусловлен тем, что данный белок является транспортным и обладает выраженными конъюгатными свойствами. Альфа-фетопротеин в крови способен связывать различные компоненты сыворотки, включая полиненасыщенные жирные кислоты.