Новая методика поможет наночастицам доставлять лекарства
Исследователь из Университета Уэйн Стейт успешно протестировал методику, которая может привести к более эффективному использованию наночастиц в качестве системы доставки лекарств.
Джошуа Райнеке изучил, как биоразлагаемая полимерная частица — полилактид-ко-гликолид (PLGA) — распадается в живой ткани.
Потенциал этой работы широк, поскольку наночастицы всё чаще разрабатываются как носители лекарств для лечения многочисленных заболеваний, а также используются в качестве контрастных агентов и в потребительских товарах. Кинетика биодеградации наночастиц — важный фактор, контролирующий, как и где высвобождается препарат, что влияет на эффективность лечения и потенциальную токсичность для нецелевых тканей.
"Если наночастицы, введённые пациенту, высвобождают лекарство до того, как достигнут целевой ткани, мы получаем высокую токсичность и низкий эффект. И наоборот, если частицы попадают в ткань, но высвобождают препарат лишь спустя долгое время, терапевтического эффекта тоже не будет".
Многие предыдущие исследования изучали биодеградацию наночастиц in vitro, но Райнеке и ведущий автор исследования Абдул Хадер Мохаммад считают, что они первыми количественно оценили скорость биодеградации после системного введения.
Их исследование "Quantitative Detection of PLGA Nanoparticle Degradation in Tissues following Intravenous Administration" было недавно опубликовано в журнале Molecular Pharmaceutics.
Результаты эксперимента
Исследователи вводили мышам внутривенно PLGA-частицы размером 200 и 500 нанометров (нм) и измеряли их количество во всех тканях, а также скорость деградации. Затем эти скорости сравнили с предсказанными in vitro.
- Частицы размером 200 нм в организме разрушались гораздо быстрее, чем in vitro.
- Частицы размером 500 нм разрушались аналогично анализу in vitro.
- Печень и селезёнка имели самую высокую концентрацию полимеров.
- 500 нм частицы быстрее разрушались в печени, чем в селезёнке.
- Для частиц 200 нм скорость деградации в печени и селезёнке была схожей.
"Известно, что более крупные частицы разрушаются иначе, и мы это подтвердили, но in vivo они разрушались не совсем так, как мы ожидали. Мы обнаружили различия в том, как они деградируют в разных типах тканей. Это говорит нам, что деградация in vitro плохо предсказывает деградацию in vivo".
Райнеке считает, что in vivo тестирование других типов наночастиц позволит создать математическую модель для определения наиболее эффективных и наименее токсичных частиц для конкретного применения.
"Оптимизация терапевтической системы с использованием наночастиц — это, по сути, правильный расчёт времени. Чтобы это сделать, мы должны знать, как и когда частицы высвободят лекарство".