Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка экспериментального образца лечебного препарата на основе водорастворимой формы фуллерена для терапии атопического дерматита

Докладчик: Хаитов Муса Рахимович

Должность: Директор ФГБУ "ГНЦ Институт иммунологии" ФМБА России

Цель проекта:
Цель: Разработать лекарственное средство на основе водорастворимой формы фуллерена С60, проанализировать его эффективность на экспериментальной модели атопического дерматита, подобрать оптимальную дозу и способ его терапевтического применении, разработать план доклинических исследований лекарственного средства. Задачи: 1.Провести анализ современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках проекта; 2.Провести патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96; 3.Разработать способ получения фуллеренового препарата, отвечающего требованиям по концентрации, стабильности и размеру частиц нанодисперсии в условиях физиологического рН; 4.На модели атопического дерматита in vivo оценить влияние фуллеренового препарата на иммунологические и гистологические показатели; 5.Разработать композицию лекарственного средства, содержащую водорастворимую форму фуллерена и оценить ее терапевтический эффект на модели атопического дерматита in vivo; 6.Оформить патентные заявки на способ получения водорастворимой формы фуллерена и на состав и применение лекарственного средства; 7.Разработать план доклинических исследований лекарственного средства для терапии атопического дерматита.

Основные планируемые результаты проекта:
Ожидаемые результаты проекта:
1.Будет проведен анализ современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках проекта;
2.Будут проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96;
3.Будет разработан способ получения фуллеренового препарата, отвечающего требованиям по концентрации, стабильности и размеру частиц нанодисперсии в условиях физиологического рН;
4.На модели атопического дерматита in vivo будет оценено влияние фуллеренового препарата на иммунологические и гистологические показатели;
5.Будет разработана композиция лекарственного средства, содержащая водорастворимую форму фуллерена и оценен ее терапевтический эффект на модели атопического дерматита in vivo;
6.Будут оформлены патентные заявки на способ получения водорастворимой формы фуллерена и на состав и применение лекарственного средства;
7.Будет разработан план доклинических исследований лекарственного средства для терапии атопического дерматита.

Основные характеристики планируемых результатов.

Атопический дерматит (АД) – широко распространенное хроническое аллергическое заболевание кожи, которым страдают во всем мире до 25% детей и до 5% взрослых. Патогенез АД связан в основном с доминированием провоспалительного, Тh2-типа иммунного ответа, и имеет сложный механизм. Лечение таких заболеваний испытывает большие трудности и нуждается в новых походах. АД является социально значимой проблемой, в связи с тем, что хроническое персистирующее течение заболевания существенно влияет на качество жизни больных и ограничивает их работоспособность вплоть до инвалидизации. Используемые на сегодняшний день методы терапии АД не позволяют добиться полного контроля над заболеванием, и разработка новых терапевтических технологий, с учетом их влияния на различные звенья патогенеза АД, является перспективным направлением для изучения.
Прогресс в лечении АД может быть достигнут путем использования наноуглеродных технологий, и в частности, использования фуллерена С60, как новой платформы для создания противовоспалительных препаратов. К уникальным параметрам фуллерена можно отнести сильную электронно-акцепторную активность, наличие большого числа эквивалентных реакционных центров и гидрофобность. Большая поверхность фуллерена позволяет присоединять к сфероидной молекуле различные гидрофильные адденды, создавать поливалентные структуры, обеспечивая разнообразие фармакологической активности.
Известно, что одной из движущих сил воспалительной реакции, в том числе и аллергии, является окислительный стресс, сопровождающийся генерацией активных форм кислорода, свободных радикалов и оксида азота. Фуллерен и его соединения, как мощные антиоксиданты, способны in vivo и in vitro эффективно инактивировать синглетный кислород и свободные радикалы. Это свойство делает фуллерен перспективным терапевтическим средством для лечения аллергии и других воспалительных заболеваний, связанных с окислительным стрессом. Важным свойством фуллерена является его низкая токсичность и возможность использовать разные пути его введения. Рядом исследователей было показано, что водные дисперсии C60 обладают радиопротекторными свойствами, способны модулировать цитокиновый ответ и снижать аллергическое воспаление. Длительные эксперименты на крысах продемонстрировали, что фуллерен не проявляет хронической токсичности при пероральном и внутрибрюшинном пути введения, более того, он значительно (в 2 раза) продлевает время жизни животных.
Таким образом, описанные биологические свойства фуллерена делают его перспективным препаратом для терапии атопического дерматита, по сравнению с имеющимися на рынке в настоящее время. Кроме того, разработка является патентоспособной, поскольку аналогов не выявлено.

Оценка элементов новизны научных решений

В данном проекте будет использован принципиально новый метод получения водной формы фуллерена, который основан на использовании биосовместимых компонентов и исключает использование токсичных растворителей, ультразвуковую обработку, длительное перемешивание и нагревание. Он основан на исчерпывающем диализе раствора фуллерена в смеси N-метилпирролидона с водой. В результате диализа такой смеси в растворе остается только фуллерен в форме кластеров, не способных проходить через поры мембраны. Этот способ исключает использование токсичных растворителей, ультразвуковую обработку, длительное перемешивание и нагревание.
Кроме того, применение водного раствора фуллерена для терапии атопического дерматита в литературе не описано.

Пути и способы достижения заявленных результатов

В процессе выполнения данного проекта будет изучена противоаллергическая активность новых производных фуллерена, их способность изменять поляризацию Т-хелперных клеток с Th2 до Th1 и подавлять иммунное воспаление. На модели АД будет оценена эффективность данного подхода к терапии аллергических заболеваний. Исполнители проекта проведут поиск наиболее активной формы С60 и оптимального пути ее введения. В результате будет создана основа для доклинической оценки выбранного препарата. Созданная в процессе выполнения проекта методология в дальнейшем будет служить базой для оценки эффективности других создаваемых противоаллергических препаратов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты работы являются необходимым этапом поиска новых терапевтических средств, направленных на лечение аллергических патологий, в частности атопического дерматита.
Область применения: фундаментальная медицина и физиология, экспериментальная медицина (доклинические испытания и исследования новых препаратов для лечения и профилактики АД), медицинская биотехнология.

Текущие результаты проекта:
1. Проведен подробный обзор информационных источников, где обобщены сведения о физических и химических свойствах фуллерена, методах получения водных растворов, биологической и иммунологической активностях, токсикологических исследованиях, что явилось одним из оснований выбора модели атопического дерматита, как мишени для ВРФ в рамках данного проекта.
2. Разработаны методики получения экспериментальных образцов водорастворимого фуллерена и оценки иммуномодулирующих свойств водорастворимых производных фуллерена.
4. Проведены патентные исследования в результате, которых не обнаружены патенты, сходные с методом получения водорастворимого фуллерена (ВРФ), что свидетельствует о патентной чистоте данной разработки.
5. Согласно календарному плану была получена панель экспериментальных образцов водорастворимых форм фуллерена. Полученные образцы ВРФ были охарактеризованы по физико-химическим параметрам, в том числе проведены анализ точек коагуляции, определение размеров наночастиц, спектрофотометрический анализ, ИК-Фурье спектральный анализ и анализ стабильности растворов. Кроме того, была проведена оценка масс-спектрометрических параметров образцов фуллерена. Проведен анализ точек коагуляции растворов фуллерена при изменении рН и ионной силы. Определены размеры наночастиц экспериментальных образцов водорастворимых форм фуллерена и проведен их элементный анализ. Кроме того, был проведен анализ стабильности водных растворов фуллерена, полученных диализом водно-органической смеси.
6. По результатам испытаний in vivo был выявлен наиболее перспективный образец.
7. Разработаны необходимые экспериментальные методики и по результатам патентного поиска выявлена патентная чистота разработки.