Терапия туберкулеза: наночастицы для доставки лекарств в легкие
Лечение туберкулеза сталкивается с проблемой устойчивости возбудителей к нескольким антибиотикам. Исследователи из Карлсруэского технологического института (KIT) разработали наночастицы для доставки новых антибиотиков прямо в легкие.
Поверхностно-активные вещества обеспечивают тонкое диспергирование жирорастворимых антибиотиков в воде для ингаляций. Первые тесты в Исследовательском центре Борстель (Лейбниц-центр исследования легких) показали высокую эффективность и хорошую переносимость наноносителей. Результаты опубликованы в ACS Nano.
Туберкулез — инфекционное заболевание с самой высокой смертностью в мире. По данным ВОЗ, растет число устойчивых к терапии случаев. Сложность лечения в том, что бактерии инкапсулируются в тканях (чаще в легких), где могут годами оставаться неактивными, а также часто проявляют резистентность к двум и более антибиотикам. Развитие устойчивости связано с недостаточной концентрацией препарата в очаге инфекции и преждевременным прекращением лечения из-за тяжелых побочных эффектов.
Напомедицинский подход с использованием наночастиц может снизить развитие резистентности. Частицы доставляют новые антибиотики непосредственно в инфицированные клетки, повышая локальную концентрацию в легких. «Однако новые антибиотики часто липофильны, плохо растворяются в воде и с трудом абсорбируются в желудке, крови или клеточной жидкости», — поясняет профессор Клаус Фельдманн из KIT.
Сейчас пациенты получают высокие дозы препаратов в течение долгого времени, что вызывает тяжелые побочные эффекты (например, поражение печени) и часто ведет к прерыванию терапии, а значит — к развитию устойчивости.
«Мы уже тестировали несколько наноносителей для доставки антибиотиков к возбудителям туберкулеза у мышей. Новые носители от KIT убедили меня, что можно доставлять высокие дозы антибиотиков прямо в легочные очаги, не затрагивая другие органы», — говорит профессор Ульрих Э. Шайбле из Исследовательского центра Борстель.
Частицы от KIT содержат рекордные концентрации препарата
Исследователям удалось создать наночастицы с чрезвычайно высокой концентрацией антибиотика — до 99% от общего веса частицы. «Согласно литературе, до сих пор достигался максимум в 10%», — отмечает Фельдманн.
Наноносители можно диспергировать в воде. При ингаляции аэрозоль проникает глубоко в легкие. В Исследовательском центре Борстель эффективность частиц была успешно протестирована in vitro и in vivo. «Потребуется еще много работы, прежде чем эту аэрозольную формулу можно будет применять для людей», — говорит Шайбле.
Наноносители преодолевают биологические барьеры
Аморфные наночастицы для ингаляции содержат 69% бедаквилина или 99% BTZ-043. Оба антибиотика эффективны против мультирезистентных микобактерий туберкулеза. Дисперсии с 4.0 мг бедаквилина / мл или 4.2 мг BTZ-043 / мл остаются стабильными несколько недель.
В испытаниях на мышах эффективность дисперсий наночастиц превысила эффективность обычных растворов BTZ-043 для ингаляции на 50%. Наноносители преодолели различные биологические барьеры: высокие концентрации были зафиксированы в легких, но не в печени и селезенке.