Удаленное магнитное поле запускает высвобождение лекарств из наночастиц

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Advanced Materials, магнитные наночастицы, нагреваемые удаленным магнитным полем, потенциально могут высвобождать несколько противоопухолевых препаратов по требованию непосредственно в месте опухоли. Более того, по словам исследователей, эти же наночастицы могут выполнять двойную функцию в качестве агентов для визуализации опухоли.

Исследование возглавили два ученых из Альянса по нанотехнологиям в онкологии: Сангита Бхатия, доктор философии (Массачусетский технологический институт), и Эркки Руослахти, доктор медицины и философии (Институт Бернема). Их конечная цель — разработка целевых многофункциональных наночастиц, способных обеспечивать высвобождение лекарств в опухоли с заданной временной программой.

В качестве платформы исследователи использовали наночастицы оксида железа с декстрановым покрытием, аналогичные тем, что разрабатываются в качестве контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии. Под действием осциллирующего магнитного поля эти частицы поглощают энергию и нагреваются. Это свойство было использовано для создания системы управляемого высвобождения лекарства.

К частицам добавили короткий фрагмент ДНК, который служит «якорем» для одного или нескольких противоопухолевых препаратов, связанных с комплементарными фрагментами ДНК. При температуре тела комплементарные цепи ДНК образуют двойную спираль, создавая стабильную связь между молекулой лекарства и наночастицей.

Однако когда наночастица нагревается под действием приложенного осциллирующего магнитного поля, связи, удерживающие две цепи ДНК вместе, постепенно ослабевают. Когда локальная температура достигает критического значения, двойная спираль раскручивается, и молекула лекарства диффундирует от наночастицы. Исследователи также показали, что при подаче магнитного поля импульсами по 5 минут каждые 40 минут высвобождение лекарства также происходит порциями.

Поскольку эта «температура плавления» зависит от длины двойной спирали, ученые предположили, что можно использовать «якоря» разной длины, чтобы создать одну наночастицу, способную высвобождать два или более препарата последовательно. Действительно, прикрепив к наночастице два разных модельных лекарственных соединения с помощью «якорей» разной длины, они смогли сначала запустить высвобождение препарата, связанного более коротким «якорем», а затем — второго препарата, связанного более длинным, просто увеличив мощность осциллирующего магнитного поля.

Эта работа, финансируемая Альянсом по нанотехнологиям в онкологии Национального института рака (NCI), подробно описана в статье «Remotely triggered release from magnetic nanoparticles». В исследовании также участвовали ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Статья была опубликована онлайн до выхода печатного издания. Аннотация к статье пока недоступна.