Самые маленькие таблетки

Вероятно, вы уже слышали о наноботах? Первыми о них стали писать фантасты. Это роботы очень маленьких размеров, способные творить разные чудеса в человеческом организме. Наука, как известно, от фантастики чаще всего отстает (хотя иногда и опережает, как в случае с Интернетом и персональными компьютерами), и потому роботов в прямом смысле слова еще нет, но уже недалек тот день, когда в медицине станут применять их непосредственные предшественники – умные нанокапсулы — наночастицы, состоящие из оболочки, окружающей ее внутреннюю полость или содержимое. Их основная задача – провести вещество, помещенное в полости, через различные органы и ткани организма, раскрывшись там, где это нужно. Иными словами, их задача – бить исключительно в яблочко, т.е. в болезнь, а не разбрасываться по всему телу. Еще один случай, когда без нанокапсул трудно обойтись – если доставляемое вещество нестабильно или труднорастворимо в воде.

Обычно нанокапсула представляет собой сферическую полую частицу, оболочка которой образована полимерами или фосфолипидами, а внутри находится низкомолекулярное вещество. Оболочка нанокапсул может быть изготовлена также из других материалов, например, гидроксиапатита или силиката кальция, а также определенным образом организованных молекул ДНК.

Нанокапсулы применяют для точечного введения биологически активных веществ: лекарственных препаратов (в том числе нерастворимых в воде или нестабильных), а также генетических конструкций, несущих, к примеру, гены ферментов и гормонов. Для целевой доставки поверхность нанокапсул может быть модифицирована специфическими антигенами, рецепторами или лигандами.

Один из наиболее удобных видов нанокапсул - липосомы. Мембрана липосом состоит из природных фосфолипидов, что определяет ее способность при определенных условиях поглощаться клетками. Она может сливаться с клеточной мембраной, что приводит к внутриклеточной доставке их содержимого.

В настоящее время разрабатываются подходы к транспорту в нанокапсулах наноструктур металлической и полупроводниковой природы, а также суперпарамагнитных наночастиц для селективного разрушения клеток при электромагнитном разогреве, что важно для лечения ряда опухолей.

А вот конкретный пример использования нанокапсул.                                                 

Известно, что во весь рост сейчас стоит проблема лекарственной устойчивости к антибиотикам. Бактерии очень быстро приспосабливаются к новым лекарствам и становятся к ним нечувствительны. Исследователи из Саудовской Аравии утверждают: если помещать в нанокапсулы антибиотики, то получающийся объект обладает синергизмом – то есть его части усиливают действие друг друга. И если просто нанокапсулы бактериям не наносят вред вообще, а антибиотик чуть-чуть, то новая конструкция становится грозным оружием.

«Когда обычный антибиотик помещается в нанокапсулы, то организм микробов получает значительно более тяжёлые повреждения: микробные клетки увеличиваются в размерах, удлиняются, распадаются или же превращаются в пустые фантомы. Нанокапсулы, не содержащие антибиотиков, никак не влияют на клетки микроорганизмов. При этом они повышают эффективность действия самих антибиотиков. При внедрении противомикробных агентов в нанокапсулы, увеличивается эффект точечного действия, а сам противомикробный агент действует эффективнее в течение более длительного промежутка времени по сравнению с результатом, достигаемым использованием обычных способов доставки лекарственных препаратов в клетки микроорганизмов» - говорит Мохамед Эй-Невехи, один из авторов исследования.

О другой увлекательной работе, посвященном наноботам из ДНК-оригами, читайте в статье раздела «Здоровье» под названием "ДНК-наноробот".

В статье использованы материалы с sci-lib.com и rosnano.com