Научная команда Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Государственного Университета Монтаны достигла заметного прорыва в области биомедицины: разработаны инновационные микрочастицы для адресной доставки в организм ингибиторов воспалительных процессов. Этот исследовательский проект реализуется при поддержке Российского научного фонда и открывает принципиально новые перспективы для лечения и профилактики серьёзных заболеваний, таких как инсульт и инфаркт.
Ингибиторы IQ-1 и IQ-1E: шаг к современным препаратам
Ингибиторы представляют собой группу веществ, способных замедлять или полностью блокировать определённые биохимические реакции, влияя прежде всего на работу ферментов. Среди ключевых объектов внимания медиков — ферменты семейства JNK, вовлечённые в развитие воспаления. Ранее специалисты ТПУ разработали перспективные молекулы ингибиторов, названные IQ-1 и IQ-1E. Оказалось, что эти соединения способны эффективно подавлять активность JNK, тем самым препятствуя развитию серьезных последствий при инфарктах и инсультах. Создание препаратов на их основе становится одной из приоритетных задач университетской команды.
Особенности и преимущества используемых полимерных микрокапсул
Главная трудность, с которой сталкиваются разработчики новых лекарств, — это обеспечение растворимости и биодоступности синтетических молекул ингибиторов. Под сохранением фармакологических свойств подразумевается необходимость довести активное вещество непосредственно до нужного участка организма, минуя естественные барьеры, такие как желудочно-кишечный тракт или кровотоки. Для решения этой задачи исследователи ТПУ, среди которых молодой учёный Анастасия Лавриненко, создали специальные микрокапсулы из биодеградируемого полимера, полученного на основе молочной и гликолевой кислот.
Такие кислоты хорошо воспринимаются человеческим организмом, а сам полимер по мере попадания в физиологическую среду постепенно распадается на безопасные, естественные компоненты. Использование подобной оболочки позволяет не только гарантировать доставку ингибиторов к очагу воспаления, но и управлять скоростью их высвобождения, изменяя соотношение входящих в состав кислот.
Уникальная технология электрораспыления для получения микрочастиц
Получение микросфер с молекулами IQ-1 и других ингибиторов производится методом электрораспыления. Это высокоточная технология, при которой растворённые компоненты подвергаются воздействию электрического поля, образуя равномерные частицы. Такой метод обеспечивает гомогенность, стабильность и позволяет до мельчайших деталей просчитать параметры будущих препаратов.
Микрокапсулы могут вводиться в организм как в виде суспензий, так и использоваться для создания таблетированных форм. Главное преимущество заключается в пролонгированном (отсроченном и растянутом во времени) действии препарата: высвобождение действующего вещества контролируется при помощи подбора полимерной матрицы. Как отмечает Анастасия Лавриненко, этот подход делает возможной как точечную, так и длительную терапию воспалительных процессов.
Международное сотрудничество и развитие научных кадров
Оценку биоактивности новых микрокапсул провели учёные Государственного Университета Монтаны в США. Там сотрудники и аспиранты, в числе которых Ксения Станкевич, проанализировали действие препаратов на нейтрофилах и клеточных линиях крови человека. Ксения проходила стажировку в рамках известной программы Фулбрайта, что стало дополнительным стимулом для обмена опытом между российскими и американскими учёными. Результаты экспериментов подтвердили выраженное противовоспалительное действие микрокапсул и их безопасность для клеток.
Это сотрудничество позволило вывести исследования ТПУ на новый уровень и сформировать фундамент для будущих международных проектов по созданию инновационных лекарств.
Преимущества синтетических молекул и проблемы биодоступности
Современная фармакология всё чаще отказывается от использование исключительно природного сырья. Синтетические молекулы значительно шире по спектру, эффективнее воздействуют на целевые процессы, однако зачастую характеризуются низкой растворимостью и недостаточной степенью усвоения организмом. Следовательно, ключевой научной задачей становится разработка эффективных систем транспортировки таких веществ к месте их назначения.
Новая система доставки, разработанная в ТПУ при поддержке Российского научного фонда, способна значительно расширить возможности использования ингибиторов IQ-1 и IQ-1E в медицинской практике. Она позволяет надёжно защитить действующее вещество на пути к очагу патологии, гарантируя его высвобождение только в необходимой точке. Это даёт очевидные преимущества при лечении воспалительных заболеваний, связанных с работой ферментов JNK, а также открывает перспективу введения препаратов как инъекционно, так и перорально (через таблетированные формы).
Перспективы разработки новых лекарств и роль учёных ТПУ
По словам профессора Андрея Хлебникова, работающего в Научно-образовательном центре Н.М. Кижнера ТПУ, разработанная система способна существенно продвинуть медицинские технологии доставки лекарств. В перспективе открываются возможности создания противовоспалительных препаратов нового поколения, которые будут эффективны, безопасны и просты в применении.
Российские специалисты, объединяя усилия с зарубежными партнёрами, уверенно двигаются вперед на пути внедрения инноваций в здравоохранение. Их открытия и достижения служат фундаментом формирования доступных и высокоэффективных методов лечения сложнейших заболеваний. Особое значение, по мнению специалистов, приобретает роль молодых исследователей, таких как Анастасия Лавриненко и Ксения Станкевич, которые не только вносят вклад в развитие науки, но и становятся примером успешной международной кооперации.
Реализация данного проекта с привлечением передовых достижений химии, биотехнологий и медицины свидетельствует о высоком уровне исследовательского потенциала ТПУ и Российского научного фонда. В недалеком будущем разработанные лекарственные средства на основе ингибиторов IQ-1 и IQ-1E смогут стать доступными для пациентов и медицинского сообщества, существенно улучшив качество жизни и продвинув границы современной терапии.
