17 дек. 2011 г.

Таблетка будущего уже создана !

Таблетка будущего - ее действием в организме человека можно управлять на расстоянии
Капсулы, вложенные одна в другую, как в матрешке. По мере необходимости их оболочки могут раскрываться по очереди, одна за другой
Впервые вводя капсулы будущего в клетки организма, ученые использовали те, что поражены раком, - из-за их "прожорливости". Раковая клетка с капсулами внутри
Это было вековой мечтой медиков - создать идеальную пилюлю, которая начинала бы действовать в организме пациента не сразу, а в тот момент, когда лекарство достигнет больного органа или когда наступит определенный врачом срок: через день, неделю, месяц или даже год... Похоже, мечта сбылась. Уже в ближайшее время начнутся клинические испытания биополимерных капсул, предназначенных для адресной доставки лекарства в организм. Их уже окрестили таблетками будущего. О сущности открытия его автор, наш соотечественник, руководитель группы биополимеров факультета материаловедения колледжа Queen Mary Лондонского университета Глеб Сухоруков рассказал "Итогам".

- Глеб Борисович, у таблетки будущего было трудное прошлое?

- Все началось почти два десятилетия назад, еще во время моей дипломной работы на физфаке МГУ. Я пришел к химикам, которые занимались электролитными комплексами, с идеей делать тончайшие полимерные пленки, похожие на слоеное тесто - толщина их регулировалась бы слоями то положительно, то отрицательно заряженного полимера фактически в одну молекулу. Сейчас мы знаем, что свойства таких пленок программируются: если пленка толще, то ее проницаемость будет меньше, и наоборот. Поведением пленки можно управлять. Если мы включим в ее состав полимер, который способен расширяться при изменении кислотности или температуры, воздействия света или электромагнитного поля, соответственно вся пленка или сделанная из нее капсула будет в определенное время расширяться или сжиматься, вбирать в себя что-то или выпускать, а то и разрушаться. Включив в нее природные вещества - белки, ферменты, можно добиться определенных реакций. Вплоть до того, чтобы смоделировать искусственную клетку. То есть создать крошечный прибор самого разного применения.



- Вы имели в виду умную оболочку для таблеток?

- Тогда я об этом и не думал. Более того, сначала были сомнения, что такие пленки вообще удастся создать. Химики объяснили мне, что с точки зрения фундаментальной науки эти слоеные тончайшие полимеры построить нельзя, они не должны получаться. И теоретически они до сих пор правы. В равновесной системе таких пленок быть действительно не должно. Но дело в том, что на практике мы всегда оперируем неравновесными, метастабильными системами. С точки зрения фундаментальной науки то, что мы делаем, вроде бы не совсем правильно, но тем не менее такие слоеные пленки оказалось возможным собрать.

- Когда вам пришла в голову идея собрать из пленок медикаментозные капсулы?



- Это произошло 12 лет назад. Я тогда защитил диссертацию и работал в Германии в системе институтов Макса Планка. Мы с коллегами уже умели делать эти пленки на плоской поверхности, но пока не думали об их прикладном применении. И однажды просто решили собрать их в шарики, подумав, что тогда сможем изучать их другими методами. И неожиданно обнаружили, что свойства этих пленок на трехмерной поверхности дают им возможность расширяться, запускать что-нибудь внутрь, выпускать наружу, вновь сжиматься. Так впервые забрезжила идея идеальной управляемой таблетки. Конечно, все было непросто. Капсулировать различные вещества мы научились всего 5 лет назад.

- Уже попробовали их в деле?




- Мы решили вводить капсулы в раковые клетки. Поначалу это был чисто исследовательский интерес. А раковые клетки взяли по одной простой причине: из-за их "прожорливости". Они очень быстро растут, и фактически все, что есть рядом с ними или на их поверхности, тут же оказывается внутри них. То же самое произошло и с нашими капсулами. Так выяснилось, что они способны попадать внутрь клетки. Позже, уже с определенными целями, мы использовали такую же "прожорливость" иммунных клеток, макрофагов. Сейчас с помощью наших капсул одна американская компания ведет разработки в области иммунологии. Дело в том, что есть определенные белки-антигены, которые не вызывают иммунного ответа, пока не попадут в клетку организма. Мы нашли решение: можно сделать капсулу - "троянского коня". Она войдет в иммунную клетку, потом под действием ферментов клетки или какого-нибудь внешнего воздействия полимерная оболочка распадется (этот процесс можно запрограммировать), и высвободившиеся белки-антигены запустят иммунный ответ.

- Как можно повлиять на капсулу, уже находящуюся в организме?

- Оказалось, что многого можно добиться, помещая в капсулу наночастицы. Допустим, толщина оболочки капсулы 50 нанометров. Магнитные наночастицы размером 10-20 нанометров там прекрасно помещаются. Если капсулу с большим количеством таких наночастиц поместить в магнитное поле, она начнет двигаться, и ее движением реально управлять. Так можно выводить из тканей организма лекарства, которые не понадобились. Другой пример: металлические наночастицы золота или серебра под действием света хорошо разогреваются. Если сделать оболочку капсулы толщиной 20-30 нанометров, она в результате такого разогрева разорвется и в тот момент, когда мы этого захотим, выпустит лекарство, находящееся в капсуле.

- Значит ли это, что оболочке можно придать любые свойства?

- Абсолютно. Это как детский конструктор. Используя разные принципы элементарной сборки полимеров, мы можем "пришить" туда совершенно разные функции, которых может быть множество - чувствительность к магнитному полю, к свету, к кислотности, к температуре, в принципе к чему угодно. Кстати, в опытах с раковыми клетками использовалось свойство магнитных наночастиц локально разогреваться под действием электромагнитного излучения. Брали капсулы с такими наночастицами, доставляли их к раковым клеткам, и они сгорали, выжигая опухоль. Если бы в капсулах было лекарство, в этот момент оно поступило бы в организм.

- На этом научном направлении у вас есть конкуренты?

- В мире существует много способов доставки лекарств. У нашей технологии есть недостаток: она дороже многих. Однако существуют проблемы, которые пока можем решать только мы. Например, в одну и ту же клетку организма нужно одновременно доставить ДНК и определенный белок или несколько разных ДНК. Сейчас мы уже ведем исследовательские проекты с биологами - с помощью наших капсул можно попытаться повлиять на дифференциацию стволовых клеток. Известно, что пока это является камнем преткновения для тех, кто собирается развивать клеточную терапию. Контролировать процесс дифференциации клеток очень трудно. Но мы можем поместить в клетку капсулу с нужными веществами, которая будет спать в ней, пока не придет нужное время. А потом вскроем капсулу дистанционно с помощью света или того же магнитного поля.

- Что сейчас труднее: искать деньги на разработки или единомышленников среди медиков или биологов?

- Трудно и то и другое. Признаюсь, поток финансирования разработок сейчас значительно сократился. Если раньше для поддержания работы нашей лаборатории требовалось полмиллиона евро в год, то теперь мы вынуждены обходиться меньшим. Однако главная проблема в другом. Гораздо труднее и важнее найти правильных людей, чтобы с ними скооперироваться. Нужен врач, заинтересованный в теме, который не будет бояться работать с нами и ставить задачи. Например, существует опасность осложнений после хирургических операций. И здесь помогли бы капсулы с антибиотиком - их можно заранее поместить в полость и активировать только в том случае, если это понадобится. А если нет - в течение длительного времени в небольших дозах вывести лекарство из организма. Сейчас мы обдумываем с медиками такую возможность.

- В ближайшем будущем стоит ждать конкретных результатов?

- В этом году в Китае впервые должны начаться испытания доставки в организм препаратов, помещенных в наши капсулы, - интерферонов, эритропоэтинов. В разных направлениях идут доклинические опыты на животных.

- Вы считаете себя представителем нанонауки?

- Нанонауки как таковой нет - это совокупность методов и знаний, я и студентам своим так всегда говорю. Сегодня выстреливают идеи, высказанные еще лет тридцать назад. Появились методы в биологии, в химии, в физике, с помощью которых человечество научилось "играться" с молекулами, делать наноразмерные структуры, управлять ими. На самом деле слово "наночастицы" появилось лет 15 назад, а раньше, в советской литературе 60-70-х годов, их называли "ультрадисперсные частицы", то есть явление было известно. Просто электронная микроскопия была слабо развита, не имелось других методов наблюдения. Сейчас все появилось - это причина возникновения бума. Наступил момент, когда в этой сфере стало возможно многое сделать.

Алла Астахова


0 Комментарии:

Отправить комментарий



ВАТНИКИ НЕ МОГУТ ОСТАВЛЯТЬ КОММЕНТАРИИ

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More