Новый метод адресной доставки в легкие антимикробных препаратов для лечения бактериальных инфекций предложили ученые Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ совместно с коллегами из других научных организаций. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в международном научном журнале Biomedical Materials.
Пневмония, туберкулез и бронхит лечатся в основном антибиотиками, однако у этой методики есть свои недостатки. Так, при уколе или приеме таблеток лекарство разносится по всему организму, а в самих легких его концентрация может быть недостаточной. Поэтому, чтобы победить инфекцию, приходится увеличивать дозу или продлевать курс. Это приводит к побочным эффектам и к развитию у бактерий устойчивости к антибиотикам. Из-за этого разработка методов адресной доставки лекарств в больные органы является важной задачей современной медицины и фармакологии.
Авторы новой работы предложили использовать для доставки антибиотика рифампицина особые наноматериалы — металлоорганические каркасы (МОКС). Это микроскопические «конструкторы» или «губки» с очень высокой пористостью. Их «скелет» сделан из ионов металла (в данном случае — хрома), а «перекладины» — из органических молекул-линкеров. В многочисленные поры этих наногубок можно «загрузить» большое количество лекарства: их емкость такова, что массовая доля антибиотика может превышать массу самой частицы-носителя.
Наночастицы, нагруженные антибиотиком, вводятся в кровь, и избирательно накапливаются именно в легких. В эксперименте концентрация в легочной ткани была в 10 раз выше, чем в других органах. Попав в цель, каркас начинает медленно и постепенно высвобождать лекарство, обеспечивая длительное лечебное воздействие прямо в очаге инфекции.
При попадании наночастиц в кровоток иммунная система начинает атаковать их, поглощать и разрушать. Однако МОКС на основе хрома — одни из самых стабильных, поэтому в кровотоке они не разрушаются. Разрушение частиц должно происходить уже после поглощения их иммунными клетками в кислых условиях лизосом.
В результате лекарство работает именно там, где нужно, что повышает его силу и может снизить общую необходимую дозу. Медленное высвобождение позволяет препарату действовать долго, что особенно важно для лечения хронических инфекций, а концентрация в легких минимизует его негативное влияние на другие органы. Наконец, эффективная прицельная терапия снижает риск развития антибиотикорезистентности. Полученные результаты открывают путь к разработке новых, высокоэффективных форм антибактериальных препаратов.
