Элективный курс лекций «Нанодиагностика и нанофармация»
Новый курс лекций по использованию нанотехнологий в медицине предназначен для студентов различных факультетов (прежде всего, ФФМ, а также химического, физического, биоинформатики и биоинженерии), желающих повысить уровень своего нанотехнологического образования. Курс лекций содержит лекционные блоки, посвященные биофизическим основам нанобиотехнологий, современным подходам к созданию лекарственных средств, конкретным путям применения нанотехнологий в клинической практике — в диагностике, терапии, при хирургических вмешательствах, — а также вопросам биобезопасности нанопродукции для человека. Полученные знания позволят объективно оценить целесообразность применения и перспективы дальнейших разработок новых наноматериалов и нанотехнологий для здравоохранения. Курс будет завершаться зачетом, предназначенным для контроля и закрепления полученных знаний. Студентам, прослушавшим курс лекций и успешно сдавшим зачет, будет выдано соответствующее свидетельство.
Лекции будут проходить во втором семестре (весна 2012 г.) по средам в аудитории № 502 факультета фундаментальной медицины с 17:00.
Список слушателей курса в 2011 году на факультете фундаментальной медицины МГУ.
Кафедры-участники программы курса:
Кафедра биологической и медицинской химии, кафедра фармакологии, а также приглашенные лекторы из Первого московского медицинского университета им. И.М. Сеченова и Национального исследовательского технологического университета МИСиС.
Программа курса.
Скачать программу курса.
- А. Наночастицы и наноматериалы: определение, свойства, основные типы;
- Б. Особенности нанотехнологий, приемлемых для использования в медицине;
- В. Направления медицины, в которых наиболее вероятно будет осуществлено применение нанотехнологий в среднесрочной перспективе;
- Г. Молекулярные машины живой клетки;
- Д. Наномашины и наноустройства в медицине;
- Е. Методы исследования и визуализации наночастиц и наноустройств, применяемые в медицине;
- Ж. Наночастицы — кандидаты на роль контейнеров и векторов для адресной доставки лекарств и генных конструкций внутри организма и отдельной клетки;
- З. Принципы генной регуляции клеточного метаболизма и применения генов при терапии различных заболеваний. Современные методы адресной доставки генов;
- И. Особенности наноразмерных форм лекарственных препаратов (площадь поверхности, проницаемость, растворимость…) Противовоспалительные и бактерицидные нанопрепараты, антиоксидантные соединения, нано-БАВы;
- К. Оценка про- и антиоксидантных свойств наноматериалов и их влияния на антиоксидантную систему клетки;
- Л. Нанотехнологические методы визуализации в медицине: внутриклеточные биосенсоры, квантовые точки, магнитные наночастицы;
- М. Нанотехнологические методы повышения устойчивости тканей к старению, изнашиванию. Регенеративная медицина.
В лекциях будут детально рассмотрены области применения нанотехнологий для развития принципиально новых методов диагностики и лечения болезней человека: использование наноматериалов для адресной доставки лекарственных препаратов и терапевтических генов, визуализации патоморфологических изменений, преодоления барьеров биосовместимости, создания медицинских нанороботов и др. Будут проанализированы особенности наноматериалов и нанотехнологий, которые могут быть применены в медицине; представлены направления медицины, в которых наиболее вероятно будет осуществлено применение нанотехнологий в ближайшие годы и десятилетия; рассмотрены заболевания, для лечения которых могут быть применены нанотехнологии; перспективные нанотехнологические методы диагностики, в частности, методы высокочувствительного определения биомаркеров (ДНК, белки, метаболиты), которые позволяют визуализировать с помощью селективных контрастных агентов на основе наночастиц развитие патологических процессов в организме. С целью борьбы с наследственными заболеваниями необходима доставка новых генов в клеточное ядро. Нанотехнологии в медицине имеют свою специфическую область применения. Это отнюдь не панацея, способная вытеснить все прочие методы диагностики и лечения — нанотехнологии просто займут свою нишу среди этих методов.
Лекция 1. Введение в бионанотехнологию и наномедицину
Применение нанотехнологий в медицине — тенденции, методы.
Бионанотехнологии и наномедицина.
Исторические предпосылки — наночастицы в вакцинологии, радиоизотопной диагностике.
Искусственные клетки. Биофункционализация наноструктур. Биомиметика.
Развитие бионанотехнологий и наномедицины в мире.
Развитие бионанотехнологий в России.
Источники информации по бионанотехнологиям и наномедицине.
Социально-экономические факторы, прогноз.
Лекция 2. Нанофармакология — фармакосомы, вирусомы, нановезикулы
Определение. Общие положения.
Концепция «волшебных пуль». Направленный транспорт лекарственных веществ.
Концепция «троянских коней». Пассивное нацеливание лекарственных веществ. Активное нацеливание лекарственных веществ.
Контролируемое пролонгированное высвобождение. Концепция «полипилюли».
Комбинированные препараты.
Микро- и наноинкапсулирование.
Фармакосомы — биологические и искусственные, везикулярные и твердые.
Клеточные фармакосомы — эритросомы, лейкосомы, бактериосомы, апоптосомы, онкосомы.
Наноэритросомы, вирусомы.
Классы и типы наносом, преимущества и недостатки.
Наносомы — определение и классификации. Нановезикулы и наночастицы.
Липидные, натуральные и синтетические наносомы. Неорганические наночастицы.
Общие нанокинетические свойства, взаимодействия наносома-клетка.
Модификация наносом.
Липосомы — немодифицированные и модифицированные.
Стимуло-реактивные наносомы.
Ниосомы.
Виролипосомы.
Везосомы.
Кохлеаты.
Магнитоуправляемые микро- и нановезикулы.
Лекция 3. Нанофармакология — наночастицы, наносомальные многомодульные, мультифункциональные платформы. Нанокинетика. Нанотоксикология
Твердые липидные наночастицы.
Натуральные полимерные наночастицы.
Синтетические полимерные наночастицы.
Неорганические наночастицы — металлические, магнитные.
Проводниковые, полупроводниковые наночастицы — квантовые точки.
Дендримеры.
Лекция 4. Комбинированная диагностика и терапия
Тераностика.
Наносомальные многомодульные мультифункциональные платформы. Сенсорное определение концентрации лекарственных веществ. Контролируемое высвобождение лекарственных веществ. Парадигма и модели самосборки — фолдинг, мисфолдинг (амилоидогенез).
Лекция 5. Синтетическая биология — биомиметические принципы бионаноинженерии
Парадигма искусственных клеток.
Искусственные рецепторы, ферменты и нуклеиновые кислоты.
Гибридные автономные многомодульные мультифункциональные системы — вирусные и
клеточные модели. Прототипы микро- и нанобиомоторов.
Лекция 6. Нанотехнологии в онкологии
Взаимодействия наносома-опухоль.
Сверхранняя диагностика рака.
Наносомальная химиотерапия. Преодоление опухолевой резистентности.
Ингаляционная форма противоопухолевых препаратов на наночастицах для лечения рака легких.
Наносомальная биотерапия — энзимотерапия, иммунотерапия, генная и генно-клеточная терапия.
Бактериальная онколитическая терапия.
Квантовые точки в эндоскопическом и интраоперационном выявлении опухолей и метастазов.
Противоопухолевая активность фуллерена и его производных.
Лекция 7. Нанотехнологии в профилактике, диагностике и лечении заболеваний центральной нервной системы
Взаимодействия наносома — гематоэнцефалический барьер. Наносомальный транспорт лекарственных веществ в мозг — доставка в мозг нейропротекторных, тромболитических, противоопухолевых, антибактериальных, противовирусных, противогрибковых и психотропных препаратов.
Нанотехнологии в лечении травм спинного мозга.
Нановолокнистые матрицы роста нейронов и клеточной терапии. Нейромиметические нановолокнистые микропроводники нервного импульса — заместительная электрическая стимуляция.
Лекция 8. Нанотехнологии в профилактике, диагностике и лечении заболеваний сердечно-сосудистых заболеваний
Наносомальные антиагреганты, тромболитики, бета-блокаторы,
блокаторы Са2+-каналов, ингибиторы АПФ, антагонисты AT1-рецепторов и кардиопротекторы.
Взаимодействия наносома-сосудистый эндотелий.
Раннее выявление атеросклероза и тромбов.
Стенты, протезы клапанов с нанопористыми покрытиями.
Нановолокнистые матрицы клеточной терапии сердечной недостаточности и реваскуляризация миокарда.
Лекция 9. Нанотехнологии в профилактике, диагностике и лечении инфекционных заболеваний
Наносомы — адъюванты вакцин.
Взаимодействия наносома-иммунные клетки.
Наносомальные вакцины.
Вирусомальные вакцины.
Нано- и микросомальные аэрозоли — парадигма аэродезинфекции.
Аэродинамические свойства наносом. Взаимодействия наносома-респираторный тракт.
Антибактериальная активность наночастиц серебра — дезинфекция медицинских инструментов, операционного белья и больничных помещений.
Наносомальные антибактериальные, противовирусные, противогрибковые
и противопаразитарные вещества.
Ингаляционная форма наносомальной комбинации противотуберкулезных препаратов.
Взаимодействия наносома-бактерия, наносома-вирус, наносома-гриб, наносома-паразит.
Преодоление лекарственной устойчивости микроорганизмов.
Лекция 10. Нанотехнологии в эндокринологии
Наносомальный инсулин и другие гипогликемизирующие вещества — пероральная, ингаляционная, интраназальная, трансбуккальная и трансдермальная формы.
Нанопористые микрокапсулы с островками бета-клеток / с депо инсулина.
Прототипы искусственной поджелудочной железы.
Автоматизированные системы контролируемого глюкозависимого высвобождения инсулина.
Лекция 11. Нанотехнологии в офтальмологии
Взаимодействия наносома — гематоофтальмический барьер.
Наносомальные офтальмогипотензивные вещества в лечении глаукомы.
Наносомальная нейропротекторная, антиоксидантная, генная и клеточная терапия в лечении дегенерации сетчатки.
Нановолокнистые матрицы клеточной терапии для регенерации сетчатки.
Лекция 12. Нанотехнологии в других областях медицины
Нанотехнологии в создании медицинских имплантов. Костные имплантаты.
Зубные имплантаты-депо пролонгированного контролируемого высвобождения лекарственных веществ.
Нанотехнологии в трансплантологии.
Наносомальные иммунодепрессанты.
Парадигма нанопористой полунепроницаемости.
Наносомальные стероидные гормоны и цитостатики.
Нанотехнологии в пульмонологии — ингаляционная наносомальная терапия заболеваний легких.
Наносомальные гепатопротекторы.
Антиамилоидогенная активность фуллерена и его производных.
