Регистрация / Вход
Прислать материал

14.576.21.0056

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.576.21.0056
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "БиоКлиникум"
Название доклада
Разработка методов получения адаптивных композиционных наноматериалов с изменяющимися под воздействием внешних факторов функциональными свойствами
Докладчик
Сахаров Дмитрий Андреевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка состава и технологии получения новых адаптивных композиционных наноматериалов (далее - АКНМ) на гибридной основе с наполнителями для создания бифункциональных материалов. Создание нового технологического подхода получения на основе разрабатываемых АКНМ прототипов бифункциональных материалов, предназначенных для использования в практическом дравоохранении, сочетающих функции диагностикума (сенсора) клеток-мишеней и терапевтического агента, избирательно накапливающегося в клетках-мишенях.
Актуальность и новизна исследования
В настоящее время проблемы онкологичесикх заболеваний, их лечения, снижения силы побочных эффектов и повышения качества жизни пациента при лечении являются одними из наиболее актуальных в современной медицинской химии. Основная область применения ожидаемых результатов ПНИ – диагностика и терапия онкологических заболеваний с использованием нового класса бифункциональных лечебно-диагностических средств, которые могут быть созданы на основе разрабатываемых в рамках ПНИ АКНМ. Использование бифункциональных лечебно-диагностических средств должно позволить снизить негативные эффекты химиотерапии для организма, повысить качество жизни и сократить нежелательные побочные эффекты воздействия препаратов на здоровую ткань. Проведено дополнительное патентное исследование, доказано что разрабатываемый препарат на основа наночастиц магнетита и вискумина является уникальным, несмотря на наличие большого количества исследований и разработок в данной области.
Описание исследования

Синтез конечных АКНМ проводится в несколько стадий: синтез наночастиц магнетита в ядре АКНМ, затем покрытие наночастиц гидрофильным полимером, модификация векторным фрагментом, затем нековалентная модификация противоопухолевым препаратом доксорубицином. В качестве АКНМ были выбраны сферические наночастицы магнетита диаметром 5-30 нм, ковалентно модифицированные различными полиэтиленгликолями. Были получены АКНМ, обладающие свойствами пассивной доставки к клеткам-мишеням. В качестве метода получения начальных наночастиц магнетита было выбрано высокотемпературное разложение органических солей железа, которое позволяет получать наночастицы с узким распределением по размерам с гидрофобным покрытием, которые затем легко перевести в водную фазу. 

Разработка методики модификации поверхности АКНМ векторным белковым фрагментом - вискумином - включает исследование концентрации вискумина на поверхности частиц и токсичность получаемых наночастиц. Показано, что в концентрациях, используемых для иммобилизации на наночастицах вискумин не токсичен для клеток. 

Для подтверждения свойств АКНМ разработаны и экспериментально проверены лабораторные методики фазово-структурного анализа и измерения функциональных свойств разрабатываемых АКНМ.

Два возможных способа модификации наночастиц доксорубицином – с созданием ковалентной связи между терапевтическим агентом и поверхностью наночастиц и за счет электростатического взаимодейсвтия терапевтического препарата и поверзностью наночастиц сравниваются по следующим параметрам: степень загрузки доскорубицина, устойчивость получаемых наночастиц, скорость высвобождения доксорубицина, влияние магнитного поля на поведение наночастиц. Для ковалентного связывания использовался метод создания амидной связи между аминогруппой препарата и карбоксильными группами на поверхности наночастиц. Данный метод характеризуется простотой исполнения и высокой стабильностью финальных АКНМ, однако в данном случае значительно затруднено высвобождение препарата с поверхности наночастиц, поэтому был выбран подход, основанный на модификации наночастиц плюроником F127 с последующей нековалентной модификацией противоопухолевым агентом. Данный метод позволяет получить стабильные образцы АКНМ, однако в данном случае высвобождение препарата происходит значительно проще, что увеличивает эффективность препарата. Исследование проводилось при помощи как спектрометрического метода контроля, так и масс-спектрометрического.

Биологические свойства полученного образца АКНМ были исследованы на опухолевых клетках в раздельных ячейках микробиореактора Гомункулус, а также проведено исследование магнитных свойств полученных АКНМ (удельная намагниченность, коэрцитивная сила).

Проведение экспериментальных in vivo исследований свойств АКНМ с терапевтическим агентом выполняется при внутриопухолевом введении иммунодефицитным мышам линии SCID (SHO Mouse, Crl:SHO-PrkdcscidHrhr) с привитой в область абдоминальной (брюшной) молочной железы опухолью молочной железы человека (линия MDA-MB-231). 

Результаты исследования

Получены АКНМ, содержащие в своем составе векторный фрагмент (вискумин) и терапевтический агент (доксорубицин). 

Проведено сравнительное исследование цитотоксического действия разрабатываемых образцов АКНМ in vitro с использованием иммортализованной культуры кератиноцитов человека линии HaCat. Выявлено, что полученные образцы АКНМ не обладают токсичностью по отношению к клеточной культуре HaCat.

Биологические свойства полученного образца АКНМ исследованы на опухолевых клетках в раздельных ячейках микробиореактора Гомункулус, а также проведено исследование магнитных свойств полученных АКНМ.​

Проведено сравнение двух методов присоединения терапевтического агента и обоснован выбор нековалентной модификации. Проведены эксперементальные исследования стабильности АКНМ и доказано, что образцы обладают необходимой коллоидной стабильностью.

Разработана Программа и методика исследовательских испытаний образца АКНМ, включающая как физико-химические методы анализа, так и анализы in vitro. Проведены экспериментальные in vivo исследования свойств АКНМ с терапевтическим агентом при внутриопухолевом введении иммунодефицитным мышам линии SCID (SHO Mouse, Crl:SHO-PrkdcscidHrhr) с привитой в область абдоминальной (брюшной) молочной железы опухолью молочной железы человека (линия MDA-MB-231). Показана локализация образца АКНМ в опухоли и проведено имуногистохимическое окрашивание срезов опухоли.

На данный момент разработан лабораторный технологический регламент получения АКНМ, позволяющий получать образцы в количестве необходимом для проведения доклинических исследований.

Практическая значимость исследования
Разрабатываемый препарат будет использоваться в одной из наиболее востребованных областей медицины - терапии опухолевых заболеваний. Основными ожидаемыми результатами выполняемого ПНИ будут охраноспособные РИД, разработанные Исполнителем, защищающие состав и полезные свойства разрабатываемых АКНМ, лабораторную технологию их получения и методы исследования. В дальнейшем, после завершения ПНИ, на основе полученных результатов может быть создан новый класс инновационных бифунциональных лечебно-диагностических средств, предназначенных, в частности, для диагностики и таргетной терапии онкологических заболеваний. Потенциальными целевыми потребителями ожидаемых результатов ПНИ (созданных РИД) являются организации специализирующиеся на разработке и производстве диагностических и лекарственных препаратов.