Адресная доставка лекарств

02.11.24. В NTU Singapore разработали роботов размером с зернышко для адресной доставки лекарств



Команда ученых из Технологического университета Наньян (NTU Singapore) создала мягких роботов размером с зерно, которые могут перемещаться под управлением магнитных полей для целевой доставки лекарств. Такие роботы способны транспортировать до четырех различных препаратов и выпускать их в запрограммированных дозах и очередности. Это первые в мире устройства такого типа. Ранее миниатюрные роботы могли переносить максимум три типа препаратов и не позволяли точно регулировать очередность их высвобождения. Новые роботы обеспечивают точную дозировку лекарств и значительное снижение побочных эффектов. Как пояснили исследователи, это открывает новые горизонты в лечении заболеваний, особенно при необходимости комбинированной терапии, как в случае с онкологическими заболеваниями.


2020. Ученые разработали способ доставки лекарств в мозг с точностью до миллиметра



Химиотерапия редко используется для лечения опухолей головного мозга, т.к. нужна очень большая доза препарата, чтобы преодолеть гематоэнцефалический барьер, а такая доза может убить организм раньше опухоли. Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха придумали способ доставки лекарственных средств именно в мозг, причем в точностью до миллиметра. Препарат упаковывается в специальные носители на основе липидных везикул, которые крепятся к чувствительным к ультразвуку газосодержащим пузырькам. Их вводят в кровоток, а затем, достигая мозга, с помощью ультразвука начинают высвобождать. Технология уже показала эффективность в экспериментах на животных моделях. В этих экспериментах ученые применили дозировку в 1300 раз меньше обычной.

2020. Ученые используют «умные» наночастицы для борьбы с раком легких



Опухоли легкого часто трудно удалить хирургически. Также они создают естественные барьеры, которые мешают лекарства и иммунным клеткам попасть в опухолевые клетки. В результате пациенты часто получают высокие дозы химиотерапии, которые вызывают серьезные побочные эффекты. Исследователи Дарси Вагнер, Силке Мейнерс из Лундского университета (Швеция) разработали наночастицы для доставки химиотерапевтических препаратов, которые вводятся в кровеносную систему, но открываются» и высвобождают препарат только при специфическом сигнале, который присутствует в области опухоли легкого. Технология получила название ORVD (organ‐restricted vascular delivery). Это снижает риск того, что лекарства, содержащиеся в наночастицах, вызовут повреждение в здоровых органах и даже в здоровых тканях легких.


2020. Созданы микроботы для доставки лекарств, которые передвигаются против тока крови



Используемые сейчас наночастицы для доставки лекарств могут двигаться только вместе с током крови, поэтому легко могут проплывать мимо цели. Команда ученых из Института Макса Планка разработала микроботов, которые могут передвигаться к нужному месту в организме против тока крови (под действием внешнего магнитного поля). Ученые вдохновились тем, как передвигаются лейкоциты по сосудам - они не плывут, а катятся по стенкам, прикрепляясь к ним. У микроботов есть емкость, которую можно заполнить препаратом, а их поверхность можно покрывать антителами, которые будут цепляться за целевые клетки (например, за клетки раковой опухоли). Таким образом, введя в вену подобных микроботов и создав внешнее магнитное поле, нацеленное на опухоль, можно аккуратно собрать всех микроботов на опухоли, а затем открыть их, например, ультразвуком.


2019. Наночастицы для доставки РНК-вакцин помогли остановить меланому



Перепрограммирование иммунных клеток с помощью РНК-вакцин - это очень перспективное направление в лечении рака. Но главной проблемой этого метода является сложность доставки РНК-молекулы в нужные клетки внутри организма. Профессор Дэниэл Андерсон из MIT придумал как создать наночастицы для доставки РНК. Он синтезировал тысячи наночастиц из липидов (жирных кислот) и выбрал наиболее те, которые имеют желаемые химические свойства, в частности, циклическую структуру на кончике наночастиц, которая, по-видимому, активирует стимулятор пути передачи сигналов генов интерферона (STING). Когда он активен, STING заставляет иммунные клетки вырабатывать цитокины, которые заставляют Т-клетки разрушать раковые клетки. Дэниэл протестировал свою систему доставки на мышах с меланомой, и ему удалось остановить рост опухоли.


2019. Созданы микрочастицы для управляемой доставки препаратов внутри организма



В последнее время ученые неплохо продвинулись в разработке различных микро- и нано-частиц, которые могут доставлять препараты в нужное место организма. Однако, по сравнению с живыми бактериями, эти частицы двигаются как медузы - только по течению. Группа исследователей из Университета Пенсильвании придумала технологию 3D печати микрочастиц, которые могут двигаться и против течения. Они представляют собой хитрые диски из платины и никеля. Под воздействием внешнего магнитного поля (действующего на никелевые части), платиновые части могут вступать в реакцию с перекисью водорода и создавать пузырьковый двигатель, толкающий частицу в определенном направлении. И, по крайней мере, в лаборатоной чашке Петри у ученых уже получается уверенно управлять такими частицами.


2019. Видео: система целевой доставки препарата к опухоли в кишечнике


Лечение опухолей в кишечнике - как правило, требует хирургического вмешательства, т.к. препараты либо нейтрализуются в желудке, либо разрушают всю слизистую оболочку кишечника. Ученые Калифорнийского Института Технологий придумали способ адресной доставки препаратов в нужную точку кишечника. Для этого используется капсула с микророботами. У капсула оболочка из полимера, который не растворяется в желудке. Зато он растворяется под воздействием луча фотоаккустического компьютерного томографа, который можно направить прямо на опухоль. Когда капсула растворяется, кишечный сок вступает в контакт с микророботами, в которых содержится препарат и магниевые двигатели. Реакция магния с кишечным соком создает пузырьковую тягу, и микроробот быстро врезается в стенку кишечника в районе опухоли. Таким образом, здоровые участки кишечника - не страдают.


2018. Сфокусированный ультразвук может сделать химиотерапию прецизионной



Команда ученых из Оксфордского университета под руководством Константина Кауссиуса разработали и испытали методику точечной доставки химиотерапевтических препаратов в опухоль с помощью сфокусированного ультразвука. Для доставки препарата они использовали не наночастицы, а термочувствительные липосомы (искусственно создаваемые округлые «пузырьки» из нескольких слоев липидов, т.е. жиров), которые могут проникать в клетки. Чтобы высвободить лекарство  из таких липосом в нужном месте, разработчики нагревали (до 39,5 ˚С) область опухоли сфокусированным ультразвуком. В испытаниях приняли участие 10 пациентов с неоперабельными опухолями печени, которые уже проходили курс традиционной химиотерапии. Концентрация препарата (доксорубицина) в опухолях после процедуры у семи из 10 пациентов оказалась в среднем в 3,7 раза выше, чем при традиционном введении.


2018. Разработана система доставки ДНК-редактора для генотерапии почек



Диабет, гипертония и другие состояния вызывают хроническое заболевание почек, при котором поврежденные почки не могут эффективно выводить отходы и избыток жидкости из организма. А лечить хроническую болезнь почек пока не научились. На терминальной стадии болезни применяется диализ и пересадка почки. Есть надежда на генотерапию, которая могла бы починить ДНК клеток почек, но до сих пор не было способа доставить вирус с генетическим материалом точно в почки. Специалисть Школы медицины Университета Вашингтона в Сент-Луисе такой способ изобрели и успешно испытали его на мышах. Синтетический вирус Anc80, созданный ими, оказался успешным в достижении двух типов клеток, которые участвуют в развитии хронического заболевания почек: эти клетки секретируют белки, которые наносят необратимый ущерб органу. Правда, пока еще ученые не знают, какой именно ген нужно исправлять в поврежденных клетках почек.


2017. Наночастицы золота и иммунотерапия показали эффективность против рака



Команда ученых из Duke University под руководством Туана Во-Динха скомбинировала иммунотерапию, одобренную уже FDA со своими золотыми нанозвездочками для лечения рака мочевого пузыря у мышинной модели. Принцип действия золотых нанозвездочек в том, что они накапливаются в опухоли, а потом под действием лазерного излучения поглощают тепло и нагреваясь разрушают клетки опухоли. Так вот, в результате испытаний комбинация звездочек и иммунотерапии дала гораздо более эффективный результат, чем каждый из методов по отдельности. У одной мышки даже произошла полная ремиссия и выработался иммунитет к раковым клеткам.


2017. Наночастицы с химиопрепаратом наводятся на опухоль ультразвуком



Недавно мы рассказывали о разработке микрокапсул, переносящих химиопрепарат и раскрывающихся под воздействием ультразвука. Команда ученых из бостонского института Wyss продвинулась в этом направлении еще дальше. Во-первых, они перешли на наноуровень - т.е. создали наночастицы, переносящие препарат Доксорубицин. Во-вторых, они уже провели успешные испытания своей системы на мышах с раком груди. В результате им потребовалось только 10% от стандартной дозы Доксорубицина чтобы уменьшить размер опухоли вдвое. А значит, значительно меньше пострадали здоровые ткани организма.


2017. Химиотерапию можно доставлять в микрокапсулах, контролируемых ультразвуком



Команда из Университета Алабамы под руководством Евгении Харлампиевой (слева на фото) разработала систему доставки химиопрепаратов для лечения опухолей. Они не поддались нано-хайпу, а научились создавать микроконтейнеры диаметром 5 мкм (из кремниевого ядра и обернутых вокруг него слоев биосовместимого таннина), способные надежно удерживать в себе препарат доксорубицин, используемый для лечения многих типов онкологических заболеваний. За счет большего размера и высокой контрастности эти контейнеры могут наблюдаться при помощи УЗИ, а более мощная волна ультразвука (направленная на опухоль) приводит к высвобождению препарата в нужном месте. Благодаря новой системе, возможно, удастся преодолеть и те ограничения, которые накладывает на дозировку препарата его токсичность. Сейчас учёные готовятся к исследованию капсул на животных моделях.


2017. Наночастицы и фотодинамическая терапия эффективно уничтожают раковые клетки



Команда химиков из Университета Чикаго под руководством Вэньбинь Лина разработала новый метод получения наночастиц, которые невидимы для макрофагов, способны сохранять целостность во время циркуляции крови и успешно проникать в клетки опухоли, а также оснащены светопоглощающими, хлорсодержащими молекулами, которые под воздействием ИК-света возбуждают соседние молекулы кислорода, переводя его в высокоактивную форму. Активный кислород имеет тенденцию разрывать опухолевую ткань таким образом, что она обнажает множество дендритных клеток-антигенов, на которые и реагируют Т-клетки. Благодаря этому уже сама иммунная система человека может продуцировать полноценный противоопухолевый ответ даже в тех случаях, когда самих Т-клеток вокруг очень мало. Ученые уже провели испытания на мышах, которые увенчались успехом. Если испытания на людях увенчаются успехом, эти наночастицы могут стать отличной альтернативой химиотерапии.


2016. Collabody - новая платформа для доставки антираковых препаратов


Проблема с антираковыми препаратами в том, что часто они не всегда попадают в мишень (опухоль), а попадают в здоровые ткани. Из-за это приходится снижать дозировку, и снижается эффективность лечения. Институт ITRI в Тайване разработал новый носитель противораковых лекарств - Collabody. Разработчики утверждают, что он имеет несколько коннекторов, которые хорошо цепляются не только к раковым клеткам, но и к Т-клеткам имунной системы. Таким образом, он не только доставляет к опухоли препарат, но и подтягивает туда Т-клетки, что еще увеличивает эффективность лечения. На данном этапе система показала свою перспективность в испытаниях на животных, особенно в лечении рака легких.


2016. Магниточувствительные бактерии могут доставлять препараты в опухоль



Адресная доставка препаратов прямо в опухоль - это вопрос на миллион (жизней в год). Сотрудники Монреальской политехнической школы, Университетов Макгилла и Монреаля решили использовать для этих целей штамм МС-1 бактерии Magnetococcus marinus. Ее клетки содержат органеллы, чувствительные к магнитному полю. Кроме того, эти микроорганизмы чувствительны к концентрации кислорода в окружающей среде. В естественных условиях они передвигаются вдоль линий магнитного поля Земли, пока не находят зону с пониженным содержанием кислорода. А раковая опухоль как раз создает вокруг себя зону с пониженным содержанием кислорода. Таким образом, нагрузив эти бактерии нужным препаратом и направив магнитное поле в область опухоли можно решить исходную задачу. Ученые уже провели успешный эксперимент на мышах.


2015. Наночастицы из жидкого металла позволят превратить раковую опухоль в видимую мишень



Команде ученых из университета Северной Каролины удалось разработать наночастицы для лечения рака, которые приносят две пользы сразу. Во-первых, они облегчают доставку лекарства прямо в раковые клетки, во-вторых, они позволяют точно определить локализацию опухоли. Частицы представляют собой пузырьки из жидкого металла (сплав галлия и индия), покрытые полимерами, одни из которых удерживают лекарство (доксорубицин), вторые - находят и крепятся к раковым клеткам. На рисунке (слева) показана такая наночастица, красные точки - это лекарство. После попадания в клетку опухоли, полимеры отваливаются, а пузырьки жидкого металла слипаются (рисунок справа) и образуют капли, которые легко увидеть на любом томографе. Якобы, эти капли - не токсичные, и легко выводятся из организма.


2015. В США создали наноконтейнеры для доставки лекарств в мозг



Адресная доставка лекарств с помощью наноконтейнеров - главная надежда медиков на то, что уже через пару лет рак превратится из смертельного заболевания в хроническое. Но что делать с опухолями мозга, например с глиобластомой? Ведь мозг защищен гематоэнцефалическим барьером, который не пропускает в мозг лекарства из кровеносных сосудов. Американские ученые из Национальной Лаборатории Лоренса в Беркли разработали новое семейство наноносителей, которые способны преодалевать этот барьер. Они имеют диаметр всего 20 нанометров, формируются автоматически в водном растворе, обладают высокой стабильностью и способны к длительной циркуляции в кровотоке пациента. Учены протестировали этот нанотранспорт для доставки препаратов в мозг крысы, и после 48 часов с момента введения препаратов в кровотоке крыс осталось около 15% инъецированной дозы.


2015. Видео: медицинский робот, который работает внутри вас


Специалист по нанороботам Метин Ситти продемонстрировал свое изобретения - миниатюрного медицинского робота в форме капсулы-таблетки, которую вы можете проглотить. У этого робота аж 3 функции: он может доставлять лекарство в нужное место в вашем организме (чтобы не отравлять здоровые ткани), может делать снимки с помощью встроенной камеры (как эндоскопическая капсула) и даже может делать биопсию - брать (аккуратно вырезать) образцы тканей для анализа. Движение робота в организме осуществляется посредством управления внешним магнитным полем. Выходит робот из организма - естественным путем.


2014. Iron Focus - технология адресной доставки лекарств с помощью магнитов



Технологии адресной доставки лекарств обещают нам уничтожение чужеродных бактерий или больных клеток без вреда для окружающих здоровых тканей. Правда, пока врачи и ученые сумели более-менее продвинуться только в решении задачи нейтрализации лекарства до встречи с целью (т.е. пока лекарство не достигнет, например, раковую клетку - оно не активируется). Но как доставить лекарство к цели (например, к раковой опухоли) так чтоб оно не циркулировало просто так по всему организму? Нам обещают самоуправляемых нанороботов, но, кажется, это пока еще вилами по воде писано. Американская компания Weinberg Medical Physics разрабатывает более простую, но зато более реальную технологию - Iron Focus. Она предполагает привязку лекарств к магнитным наночастицам и сбор их в целевой точке с помощью системы магнитов. Говорят, что с помощью этого метода можно доставлять лекарства абсолютно в любую точку организма и с точностью до нескольких клеток.


2014. Видео: Наноромашки убивают раковые клетки


Врачи и ученые продолжают искать новые технологии адресной доставки лекарств в раковую опухоль, чтобы химиотерапия не убивала вместе с раком и здоровые клетки. Группа ученых университета Северной Каролины разработала новую технологию под названием Наноромашки. Ученые хотели создать миниатюрные контейнеры для лекарств Доксорубицин и Камптотецин, используемых при химиотерапии. В качестве оболочки они использовали Полиэтиленгликоль, который обладает свойством скрывать чужеродные вещества от антител организма. В воде полиэтиленгликоль сворачивается в шарик, обволакивая лекарства, и получается что-то вроде цветочка - отсюда и название Наноромашки. Эти наноромашки путешествуют по организму, никого не трогая, и только при столкновении с раковыми клетками, их оболочка раскрывается и они выпускают лекарство.


2014. Корейцы разработали нанороботов, которые уничтожают раковые клетки


Уничтожить раковые клетки - очень просто. Но сложно не уничтожить при этом и здоровые клетки. Современные лекарства (используемые при химиотерапии) атакуют быстро ***


2013. Bind Therapeutics тестирует наноконтейнеры для химиотерапии


Недавно мы рассказывали о компании Keystone Nano, которая разработала технологию наножакетов для точной доставки токсинов в раковые клетки при химиотерапии. Однако, пока эта компания все еще готовится к клиническим испытаниям, другая американская компания Bind Therapeutics - уже их проводит. И даже уже представила первые результаты. Ее препарат Bind-014 - предназначен для создания наноконтейнеров вокруг противоракового токсина. Эти наноконтейнеры состоят из полимерных молекул, имитирующих воду, поэтому имунные клетки в организме их не трогают. На поверхности контейнеров крепятся молекулы-коннекторы, которые цепляются за раковые клетки. Раковая клетка затягивает контейнер внутрь и получает дозу яда. По результатам первой фазы испытаний, из 28 пациентов с запущенными или метастатическими опухолями, у 5 пациентов была выявлена стабилизация заболевания на протяжении 12 недель. При этом, у всех пациентов был успешно установлен профиль безопасности и переносимости. Основатель компании Омид Фархозад рассчитывает что первые коммерческие нанопрепараты для химиотерапии появятся в 2017 году.


2013. Радиоактивные бактерии догонят и убьют метастазы рака


Как известно, рак намного лучше лечится на начальных стадиях, когда опухоль находится в одном месте. Тогда современный линейный ускоритель или кибер-нож может выжечь опухоль так, что от нее и мокрого места не останется. Но на более поздних стадиях от опухоли отделяются раковые клетки и через кровеносную систему распространяются по всему организму, образуя вторичные опухоли - метастазы. Вот тогда все гораздо сложнее. Конечно, нет ничего хитрого в том, чтоб уничтожить эти метастазы, облучая их тем же линейным ускорителем. Но как не убить при этом человека? Команда разработчиков из американского Albert Einstein College придумала использовать радиоактивные бактерии, которые могут путешествовать по организму, искать метастазы и уничтожать их. (В данном случае речь идет только о раке поджелудочной железы). ***


2012. Нейробластому лечат с помощью наночастиц



Из-за высоких доз химиотерапевтических препаратов, необходимых для ее лечения, нейробластома (агрессивная раковая опухоль, как правило, развивающаяся у детей) – часто оставляет выживших пациентов с затяжными проблемами со здоровьем. Поэтому все, что может потенциально снизить эти дозы, считается очень важным. Ученые Австралийского центра наномедицины в Сиднее разработали наночастицу, до пяти раз повышающую эффективность химиотерапии при нейробластоме. Наночастицы используются для обработки химиотерапевтического препарата перед его введением. Они позволяют доставлять и высвобождать оксид азота (NO) строго в клетки нейробластомы, значительно снижая вредные побочные эффекты для здоровых клеток и окружающей ткани. Сочетание химиотерапии с нано-NO-доставкой в несколько раз повышает противоопухолевую активность химиотерапевтических средств.


2012. Keystone Nano разрабатывает нано-жакеты для адресной доставки лекарств


Адресная доставка лекарств к раковым опухолям и различным патогенам является одной из самых перспективных технологий в медицине 2.0. Суть ее в том, что токсичные вещества лекарства попадают только в пораженные ткани, не вызывая побочных эффектов (повреждения здоровых тканей и органов). Но к сожалению, пока эта технология находится лишь на уровне научных изысканий и доклинических испытаний. Как всегда, на этой стадии важнейшую роль играют стартапы, которые стремятся коммерциализировать технологию и как можно быстрее запустить ее в производство. Одним из ведущих стартапов в сфере адресной доставки лекарств является американская компания Keystone Nano. Их технология называется NanoJackets (Наножакеты) - нетоксичные оболочки для токсичных веществ, которые раскрываются только при взаимодействии с раковыми клетками (первоочередной целью стартапа является рак печени). ***