Создание новых лекарственных препаратов и средств их доставки
Одним из приоритетных направлений развития современной медицины и фармакологии является создание новых высокоэффективных лекарственных систем. На сегодняшний день лекарственные препараты в традиционных лекарственных формах для лечения онкологических, сердечно-сосудистых и инфекционных заболеваний с одной стороны не полностью проявляют терапевтический потенциал заключенных в них биологически активных лекарственных веществ (ЛВ), а с другой стороны не устраняют их побочного отрицательного действия. Например, большинство химиопрепаратов, применяющихся в онкологии, обладают высокой токсичностью, что вызывает тяжелые осложнения и снижает качество жизни пациента. Это могут быть поражения печени, почек, стволовых кроветворных клеток, нарушение свертываемости крови, анорексия и др. Одной из главных причин наличия побочных эффектов является системное введение ЛВ в организм при использовании традиционных лекарственных форм, при котором ЛВ воздействует на клетки не только патологических тканей и органов, но и на нормальные клетки здоровых тканей и органов, что приводит к ухудшению функционирования последних. Однако, нередко токсичностью обладает сама лекарственная форма, в которую заключено действующее ЛВ. В связи с этим, чрезвычайно перспективным представляется разработка как новых лекарственных форм с использованием новых носителей лекарственных веществ, так и новых лекарственных веществ, включая биомакромолекулы и бионаносистемы.
Разрабатываемые лекарственные системы: наносферы, микросферы и имплантанты из биодеградируемых и биосовместимых полимеров с инкапсулированными лекарственными веществами (ЛВ) различного спектра действия: противоопухолевых ЛВ, антибиотиков, противовоспалительных ЛВ, способствующих регенерации тканей ЛВ, гормональных ЛВ и др. обладают пролонгированным лекарственным действием за счет контролируемого длительного высвобождения инкапсулированных в биополимере ЛВ. Связывание фармакологически активного компонента с матрицей биополимера и постепенный выход из нее ЛВ обеспечивает длительное поддержание необходимой концентрации действующего препарата в организме или локально в определенном органе-мишени, что обеспечивает пролонгированное локальное лекарственное действие. Направленная доставка ЛВ, осуществляемая с помощью биополимерных систем, обеспечивает адресное лекарственное действие. Тем самым, устраняется необходимость дополнительного многократного введения лекарства, повышается его эффективность, снижается токсичность и побочные эффекты лекарственных препаратов, появляются возможности локализованного направленного лекарственного действия, снижается стоимость лечения. Разрабатываемые лекарственные системы предназначены для лечения различных социально-значимых заболеваний: онкологических заболеваний, хронических воспалительных и инфекционных заболеваний, гормональных расстройств, психических заболеваний и др.
Использование новых форм доставки ЛВ на основе биомакромолекул и бионаносистем позволит значительно снизить импорт дорогостоящих лекарственных препаратов и получить как социальный, так и экономический эффект за счет замещения дорогих импортных лекарственных препаратов более дешевыми отечественными аналогами. Таким образом, создание, изучение и испытания относительно дешевых, по сравнению с западными аналогами, отечественных лекарственных систем представляется перспективным и экономически выгодным направлением для терапии различных социально-значимых заболеваний.
Создание функциональных наноматериалов для биологии и наномедицины является одной из приоритетных задач научных исследований в США, Европе, Японии и других ведущих экономических державах мира. Значительное внимание к этой области уделяется в последнее время и в Китае, где создание новых технологий, в том числе в области фармакологии и биоинженерии, рассмативается как важнейший фактор для достижения технологического превосходства над другими державами в течении ближайших десятилетий. В США только на одну программу Национальных институтов здоровья в облаcти нанотехнологии для рака (NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, http://nano.cancer.gov/ ) в 2005-2010 г. было выделено свыше 140 млн. дол. США, и не меньшая сумма планируется для выделения в последующие пять лет. Аналогичные программы существуют и в Европейском союзе, Японии и других ведущих странах мира. Предполагается, что исследования в этих направлениях могут привести к революционным преоборазованиям не только в индустрии наносистем и материалов и наномедицине, но и в других областях, включая биологическую и химическую безопасность и противодействие терроризму.
В МГУ имени М.В Ломоносова в течение более 15 лет проводятся научно-исследовательские работы по созданию научных основ получения высокоэффективных форм лекарственных препаратов, обладающих пролонгированным и направленным действием, а также разработке методов микро- и нанокапсулирования белков ферментов.
Так, в части создания лекарственных препаратов для тромболитической терапии, научным коллективом выполняются фундаментальные и прикладные исследования свойств различных тромболитических агентов (стрептокиназы, урокиназы, про-урокиназы, тканевого активаора плазминогена и рекомбинантной стафилокиназы). Ряд работ защищен патентами. Имеется существенный задел по разработке оригинальных способов повышения тромболитической эффективности и снижения побочных эффектов активаторов плазминогена. Показано, что полученные препараты активаторов плазминогена обладают пролонгированным действием, более стабильны в плазме крови, вызывают более эффективный тромболизис и меньшие побочные эффекты, чем нативные активаторов плазминогена.
Накоплен большой опыт работы по получению биологически активных веществ (лекарств, гормонов, ферментов и антигенов), микрокапсулированных в оболочки различного типа (нерастворимые полупроницаемые, биодеградируемые и растворимых при нейтральных рН), с использованием различных методов. Одним из перспективных способов получения систем для направленного транспорта лекарственных препаратов является технология микрофлюидики. Этот метод позволяет получать частицы на основе восприимчивых полимерных гелей различной структуры и архитектуры, способные к выделению лекарственных веществ при определенных условиях (температура, кислотность среды). Особенность этой технологии состоит в том, что при синтезе частиц гелей в микропотоках можно контролируемо модифицировать структуру геля в процессе синтеза, что является сложной задачей при синтезе частиц в объеме.
Планируется сконцентрировать усилия на следующих направлениях:
- Разработка новых лекарственных препаратов на основе митохондриально-адресованных антиоксидантов (SkQ).
- Разработка способов получения биодеградируемых полимер-липидных наночастиц (нанокапсул) для контролируемого высвобождения лекарственных веществ.
- Наноструктуры на основе ионогенных сополимеров и их комплексов для направленной доставки биологически активных веществ (лекарственных соединений, белков, генетического материала).
- Доставка биологически активных веществ в центральную нервную систему.
- Ферменты бактериофагов как альтернатива антибиотикам.
- Новые препараты (противораковые, противовирусные), в том числе пролонгированного действия на основе углеродных нанотрубок.
- Рибосома как объект создания новых антимикробных препаратов.
- Разработка и внедрение технологии микрофлюидики для получения микро- и наночастиц для направленного выделения лекарственных препаратов.
