Злокачественные новообразования получили свой эпитет за быстрый инвазивный рост и выделение токсичных для организма веществ. Они очень быстро метаболизируют и «крадут» кислород у соседних тканей. Однако в них самих также могут быть гипоксические участки, из-за быстрого поглощения кислорода он заканчивается в перерожденной ткани быстрее, чем обычно. Созданные ранее наносистемы прицельной доставки лекарств — липосомы, мицеллы и полимерные наночастицы — переносимы кровотоком, и, соответственно, в некоторых местах не могут создать достаточной концентрации препарата.
Сотрудники Университетов Макгилла и Монреаля решили использовать для химиотерапии штамм бактерии Magnetococcus marinus - МС-1. Ее органеллы — магнетосомы, кристаллы магнитного оксида железа в липидной мембране - чувствительны к магнитному полю. Кроме того, микроорганизм чувствителен к концентрации кислорода и двигается по этому вектору. В природе МС-1 передвигаются вдоль линий магнитного поля Земли к зонам с низким содержанием кислорода. Аналогично магнитококкам ведут себя модифицированные диатомовые водоросли, их изучение ведется параллельно.
В эксперименте Magnetococcus marinus ввели иммунодефицитным мышам с карциномой толстой кишки. После этого на опухоль воздействовали магнитным полем и изучали концентрацию бактерий. Магнетококки игнорировались системами биологической защиты и прицельно накапливались в гипоксических участках, в отличие от полимерных наносфер.
Затем в МС-1 имплантировали ковалентно связанные липосомы с химиопрепаратом SN-38, активным метаболитом иридотекана (C22H20N2O5). После введения бактерий в опухоль животного липосомы накопились в участках гипоксии и некроза, но выброса цитокинов — иммунного ответа систем биологической защиты на бактерии — не произошло. Эта методика оказывает минимальное токсическое воздействие на организм. При этом введение более 100 миллионов бактерий не вредило клеткам крови животных и не вызывало выброса цитокинов, которые свидетельствовали бы о воспалительной реакции. Методика прицельно доставляет лекарства в труднодоступные участки опухолей эффективнее наносистем, снижая токсические эффекты на остальные органы.
Эффективность МС-1 можно дополнительно повысить путем генетической модификации бактерий и совершенствования алгоритмов их магнитного наведения.
Для прицельной доставки лекарств в экспериментах также используют липосомы, мицеллы, полимерные микросферы и другие наноконструкции, однако они обладают недостатками, ограничивающими их применение. Ученые во всем мире постоянно занимаются их совершенствованием: в Беркли научили наномицеллы проникать в головной мозг, в Барселоне предложили транспортировать лекарства на магнитных «коврах», а ученые в США замаскировали полимерные наночастицы от систем биологической защиты мембраной тромбоцитов.
Онкология – бич современности, однако не меньшую опасность для общества представляет и распространение природных инфекций, а также стихийные бедствия и аварии на опасных производствах, приводящие к утечкам болезнетворных микроорганизмов, токсинов и других отравляющих веществ. Кроме того, в настоящее время остается достаточно высокой угроза преднамеренного распыления биологически опасных веществ, поэтому большое значение имеют адекватные меры безопасности. Компания ВестМедГрупп предлагает широкий ассортимент средств биологической защиты для служб экстренной медицины: переносные носилки-изоляторы и другие средства, предназначенные для спасения и защиты жизни людей.
Обычная версия
