Ученые разработали имплантируемый стимулятор кроветворения на основе саморассасывающегося капилляра и природного полисахарида из морского огурца. Разработка позволила восстановить нормальное количество клеток крови у лабораторных мышей, получивших химиотерапевтический препарат, который нарушает кроветворение. Предложенная система обеспечивает продолжительное высвобождение лекарства, благодаря чему при ее внедрении в клиническую практику пациентам в тяжелом состоянии не придется лишний раз проводить болезненные инъекции. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Marine Drugs.
Для лечения большинства типов рака используют химиотерапию, которая имеет серьезные побочные эффекты. Она часто приводит к нарушению кроветворения в костном мозге. Из-за этого у пациентов развивается нейтропения (критическое уменьшение числа нейтрофилов, отвечающих за борьбу с инфекциями), анемия (нехватка эритроцитов) и дефицит тромбоцитов. Чтобы избежать этого опасного для жизни состояния, врачи после химиотерапии вводят больным препараты-стимуляторы гемопоэза (кроветворения). Однако используемые в клинической практике лекарства быстро выводятся из организма, а потому пациентам приходится ежедневно делать инъекции в течение 5–11 дней. При этом в первые дни после химиотерапии возможно ухудшение состояние больных, поэтому дополнительные вмешательства и перемещения для них нежелательны. Ученые стремятся найти более удобный аналог стимуляторов гемопоэза с длительным эффектом.
Исследователи из Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН (Москва), Национального медицинского исследовательского центра онкологии имени Н.Н. Блохина Минздрава России (Москва), Института металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН (Москва) и Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) разработали систему для продолжительной доставки в кровь препарата-стимулятора гемопоэза. В ее основе лежит саморассасывающийся в среде организма капилляр — продолговатая капсула, стенки которой состоят из сплава железа и марганца, покрытого водорастворимым и нетоксичным полимером полиэтиленгликолем. Авторы таким образом обработали сплав, что при помещении в живой организм (под кожу) он медленно растворялся. Внутрь капсулы ученые поместили стимулятор гемопоэза, который постепенно небольшими дозами высвобождается по мере разрушения капилляра.
В качестве стимулятора гемопоэза авторы использовали сульфатированный полисахарид, выделенный из морского огурца Cucumaria japonica. Более ранние исследования показали, что это природное вещество активирует восстановление количества основных типов клеток крови — лейкоцитов (к которым относятся нейтрофилы), эритроцитов и тромбоцитов.
Ученые протестировали разработку на лабораторных мышах. Сорок восемь грызунов разделили на восемь равных групп. Первая была контрольной и получала плацебо; второй группе внутрибрюшинно ввели препарат циклофосфамид, который используется в качестве химиотерапии для лечения рака молочной железы, рака легкого, гемобластозов (онкологических заболеваний кроветворения) и других злокачественных новообразований. Третья группа помимо химиотерапии получила инъекцию сульфатированного полисахарида, а четвертой этот стимулятор гемопоэза подкожно имплантировали в виде саморассасывающегося капилляра.
Такой же эксперимент с четырьмя группами мышей (группой плацебо, химиотерапии, инъекции стимулятора и имплантации капсулы) авторы провели для используемого в клинической практике препарата на основе стимулятора кроветворения — колониестимулирующего фактора rG-CSF. Его двум последним группам животных вводили в качестве стимулятора гемопоэза вместо сульфатированного полисахарида. Это позволило сравнить эффективность традиционного лекарства и нового аналога.
Спустя три дня у животных, получивших стимуляторы в виде имплантата, значительно улучшились все показатели крови по сравнению с группой, которой провели только химиотерапию. При этом наиболее эффективной оказалась система доставки, содержащая природный сульфатированный полисахарид. Она позволила увеличить общее количество лейкоцитов в 1,35 раза (из них нейтрофилов — в 2,7 раза). Уровень эритроцитов повысился в 1,25 раза, а тромбоцитов — в 3,7 раза. Таким образом, разработанная авторами система эффективно предотвратила нарушение кроветворения после химиотерапии.
Для сравнения, стандартное введение препарата rG-CSF повысило количество нейтрофилов примерно в два раза, эритроцитов — в 1,14 раза и почти не повлияло на количество тромбоцитов.
«Предложенные нами наполненные лекарством капилляры можно вводить одновременно с химиопрепаратами, негативно сказывающимися на кроветворении, или другими лекарствами с подобным эффектом. При этом терапевтический эффект стимулятора гемопоэза начинается отсроченно, когда действие цитостатика уже завершилось. В результате пациентам после проведения химиотерапии не придется приходить к врачу лишний раз, что очень важно ввиду их тяжелого состояния. Данная междисциплинарная разработка, в которой объединены компетенции всех участников работ, имеет более широкие перспективы для использования, чем только стимуляция гемопоэза после химиотерапии, что само по себе уже является очень перспективным для практики», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Николай Нифантьев, доктор химических наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией химии гликоконъюгатов Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
