Технология биораспределения веществ ускорит доклинические исследования новых лекарств

Ученые НИТУ «МИСиС» предложили простой и быстрый метод обнаружения препаратов на основе платины в режиме реального времени внутри опухолевых клеток. В перспективе он будет востребован при разработке противоопухолевых лекарств, облегчая и ускоряя стадии доклинических исследований. Результаты разработки представлены в международном научном журнале Analytical Chemistry.

Фармакокинетика – наука о поведении инородных веществ во внутренней среде организма, проще говоря – о том, как живой организм влияет на введенное химическое вещество. Она изучает все то, что происходит с молекулой после ее введения в биосистему: закономерности всасывания, распределения, метаболизма и выделения лекарственных средств.

Это важнейшая составная часть индустрии разработки новых лекарств поставляет фармакологам данные, которые определяют оптимальные и критические дозы, побочные эффекты, взаимодействия с другими веществами. Иначе говоря, фармакокинетика наблюдает и отслеживает всю длинную цепь взаимодействия «прототипа» лекарства c организмом и фиксирует все параметры этого процесса.

К примеру, биораспределение химиотерапевтических лекарств в опухолевой ткани является одной из основных проблем при создании противоопухолевых препаратов.   Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами впервые использовали инновационные платинизированные наноэлектроды для обнаружения введенных препаратов на основе платины (они сильно распространены) в одиночных опухолевых клетках, 3D-моделях опухоли, а также внутри опухоли мыши.

Электрод представляет собой нанососуд, заполненный углеродом и модицифицированный платиной, и является частью инновационной электронно-сканирующей системы.

«Мы использовали препарат цисплатин,, в качестве модельного соединения с оптимальными свойствами внутриклеточного накопления.  а также модифицированный двумя лигандами напроксена цисплатин, который обладает наиболее выраженной противоопухолевой активностью. В статье продемонстрировано прямое количественное обнаружение соединений платины в клетках аденокарциномы молочной железы мышей, обработанных данными веществами. При этом нам впервые удалось определить соединения платины  внутри опухоли мыши и изучить их биораспределение», — рассказал соавтор исследования, научный сотрудник лаборатории биофизики НИТУ «МИСиС» Биофизики  Александр Ванеев.

Как подчеркивают авторы, это первое применение наноэлектрода для оценки накопления препаратов на основе платины в живых системах, включая опухолевые сфероиды in vitro и солидные опухоли in vivo, в режиме реального времени.

Основными преимуществами нового метода внутриклеточного обнаружения соединений, по словам разработчиков, являются малоинвазивность, безопасность, возможность локального определения платины внутри клеток. При этом существующие методы МРТ-исследования показывают наночастицы, агрегаты в живых тканях, а низкомолекулярные вещества, которыми и являются лекарства, обнаружить этим способом невозможно.

Технология простого, недорогого, чувствительного и при этом выборочного обнаружения различных соединений в опухолях оптимизирует этапы тестирования новых лекарственных препаратов, — уверены авторы.