Обработка может влиять на размер наноносителей для целевой доставки лекарств

Несмотря на прогресс в химиотерапии, доставка лекарств строго к раковым клеткам, минуя здоровые ткани, остаётся сложной задачей. Нанотехнологии предлагают решение в виде наноносителей — капсул, транспортирующих терапевтические молекулы. Однако их эффективность критически зависит от размера: разница между 10 и 100 нанометрами может привести к попаданию препарата в здоровые органы.

Распространено мнение, что созданные наноносители сохраняют размер и форму как при хранении, так и в организме. Однако исследование под руководством Томаса Х. Эппса III и Миллисент Салливан из Университета Делавэра показало, что рутинные процедуры обработки и приготовления растворов наноносителей существенно влияют на размер и форму этих структур.

Результаты опубликованы в статье "Size Evolution of Highly Amphiphilic Macromolecular Solution Assemblies Via a Distinct Bimodal Pathway" в журнале Nature Communications 7 апреля.

Проблема селективности

Химиотерапевтические агенты воздействуют на процессы деления клеток, поражая не только раковые, но и быстро делящиеся здоровые клетки (волосяных фолликулов, костного мозга), вызывая побочные эффекты от выпадения волос до угнетения иммунитета. Цель — контролируемая доставка препарата строго к опухоли.

Роль полимеров и проблема стабильности

Самосборка полимеров позволяет создавать унифицированные наноструктуры заданного размера и формы. Ключевая проблема — предположение об их неизменности после производства. Исследование показывает, что изменения происходят, и даже небольшие из них имеют большое значение.

«Наноноситель размером 75 нанометров может доставить груз прямо в опухоль, — объясняет Томас Эппс. — Но при энергичном встряхивании он может вырасти до 150 нанометров и начать накапливаться в печени или селезёнке. Таким образом, простое встряхивание может полностью изменить профиль распределения комплекса "наноноситель-лекарство" в организме».

Методология и значение

Для изучения влияния стандартных условий приготовления на долгосрочную стабильность самоорганизующихся структур исследователи использовали комплекс методов:

• Криогенную трансмиссионную электронную микроскопию (cryo-TEM)
• Малоугловое рентгеновское рассеяние (SAXS)
• Малоугловое нейтронное рассеяние (SANS)
• Динамическое светорассеяние (DLS)

Работа выполнена совместно с Центром нейтронных наук Университета Делавэра и Центром исследований нейтронов Национального института стандартов и технологий (NIST). Выводы имеют важное значение для производства, хранения и применения наноразмерных систем доставки лекарств.