Ученые из Московского физико-технического института вместе с российскими коллегами предложили технологию, которая позволяет значительно увеличить время циркуляции в крови практически любых бионаноматериалов, увеличивая их эффективность терапии. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.

Еще с конца 1970-х исследователи со всего мира стараются создать препараты следующего поколения, которые способны выполнять сразу несколько функций: например, точно распознавать раковые клетки по множеству параметров, показывать локализацию опухоли, а также уничтожать патогенные клетки с помощью токсинов и температурного воздействия. Одна молекула не способна на такое, поэтому ученые используют для этого наночастицы. Но несмотря на огромное количество созданных наноматериалов, до клинического применения дошли только их простейшие узкоспециализированные варианты.

Главная проблема применения терапевтических наночастиц заключается в иммунном ответе организма. При введении в кровоток большинства искусственно созданных наночастиц иммунная система поглощает и старается нейтрализовать их. Все это происходит очень быстро. Поэтому, каким бы хорошим ни был терапевтический препарат, большая часть его дозы просто не успевает дойти до мишени.

Российские исследователи в своей работе предложили новую универсальную технологию, которая позволяет существенно увеличить время циркуляции и повысить терапевтическую активность различных наночастиц без дополнительной модификации. Создать технологию помог тот факт, что иммунная система непрерывно выводит из кровотока отработавшие свой срок «состарившиеся» эритроциты — примерно 1% в день.

«Мы выдвинули предположение, что если заставить организм немного усилить процесс выведения клеток, то иммунная система стянет значительные силы на его осуществление и не заметит проникновения терапевтических наночастиц. Таким образом мы смогли обхитрить иммунную систему максимально мягко. Самое главное, что для этого мы использовали средства самого организма, а не искусственно синтезированные вещества», — говорит один из исследователей, заведующий лаборатории нанобиотехнологий МФТИ Максим Никитин.

Чтобы сделать это, исследователи ввели мышам антитела, которые специфично связываются с эритроцитами. Гипотеза исследователей подтвердилась и оказалась очень эффективной. Небольшая концентрация антител позволила продлить циркуляцию наночастиц в кровотоке в десятки раз. При этом антитела вызывали лишь легкую анемию — уменьшение количества эритроцитов на 5%.

Ученые показали, что такой подход, получивший название цитоблокады мононуклеарной фагоцитарной системы, универсален с точки зрения наночастиц. Он позволяет увеличить циркуляцию и квантовых точек размером в 8 нанометров, и 100-нанометровых частиц и даже довольно больших стелс-липосом — агентов с полимерным покрытием, которое маскирует их от иммунной системы. В это же время цитоблокада не уменьшает способности организма бороться с патогенами, поступающими в кровоток. Интересно, что эффект сохраняется как при малой дозе бактерий, так и в условиях сепсиса.