Разработана новая система наночастиц для доставки антибиотиков прямо в лёгкие
Исследователи из лаборатории молекулярной иммунологии Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, МИФИ, НИЦ «Курчатовский институт» и университета Уппсалы предложили новую систему наночастиц для доставки рифампицина в лёгкие.
За счёт использования высокопористых металлоорганических каркасных структур (МОКС) MIL-101(Cr), была достигнута высокая нагрузка наночастиц антибиотиком и его пролонгированное высвобождение, что открывает потенциальные возможности в лечении бактериальных лёгочных инфекций, включая туберкулёз. Исследование опубликовано в журнале Biomedical Materials.
Респираторные инфекции, такие как пневмония, бронхит и туберкулёз, остаются ведущими причинами смертности во всем мире. При системном введении традиционные антибиотиковые терапии часто сталкиваются с побочными эффектами и повышенными рисками развития антибиотикорезистентности у бактерий, что связывается с низкой специфичностью лекарственных средств. Новая терапевтическая система на основе МОКС направлена на преодоление этих ограничений за счёт обеспечения точного и длительного высвобождения антибиотика непосредственно в месте инфекции.
Исследователи синтезировали два типа наночастиц на основе МОКС: MIL-101(Cr) и его аминомодифицированный аналог NH2-MIL-101(Cr). Наночастицы были нагружены препаратом для лечения туберкулёза рифампицином и покрыты полиакриловой кислотой для повышения стабильности в физиологических условиях. Частицы продемонстрировали исключительно высокую загрузку лекарственного средства, до 127 % по весу, и контролируемое высвобождение антибиотика в течение 48 часов.
В исследованиях на животных аминомодифицированные МОКС продемонстрировали сильный тропизм к лёгочной ткани, накапливаясь в концентрациях почти 300 % на грамм ткани, что более чем в 10 раз превысило показатели в других органах. Специфическое накопление объясняется взаимодействием положительно заряженных аминогрупп с эндотелием лёгочных капилляров.
«Наша система позволяет обеспечить постепенное высвобождение препарата непосредственно в месте инфекции, поддерживая достаточные концентрации в течение гораздо более длительных периодов, что имеет решающее значение для эффективного лечения хронических бактериальных инфекций», — отметил ведущий автор исследования Азиз Миркасымов.
МОКС, нагруженные рифампицином, продемонстрировали значительную антибактериальную активность как в отношении грамположительных Staphylococcus aureus, так и грамотрицательных Escherichia coli, значительно снижая жизнеспособность бактерий даже при низких концентрациях. Частицы также показали хорошую биосовместимость в клеточных и гемолитических тестах, что указывает на возможность безопасного системного введения.
Данный подход позволит минимизировать побочные эффекты и снизить необходимую частоту введения лекарства. Исследование открывает новые возможности для применения МОКС в лечении инфекционных заболеваний.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (соглашение № 25-24-00299).
Источник: ИБХ РАН.
