Вызовы лечения легочных инфекций
Пневмония, туберкулез, бронхит – серьезные бактериальные инфекции легких. Антибиотики остаются основным оружием, но их системное применение имеет недостатки. При стандартном приеме лекарство распределяется по всему телу, часто не достигая нужной концентрации в легких. Это вынуждает увеличивать дозы или продлевать курс, что ведет к побочным эффектам (например, токсичности для печени) и, что критично, к развитию устойчивости бактерий. Микробы адаптируются, делая лечение все сложнее. Разработка методов адресной доставки лекарств – ключевая задача современной медицины.
Инновационное решение от ученых МИФИ
Прорывной подход предложили исследователи Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ и их партнеры. Команда, включающая профессора Сергея Деева, студента Данилу Похорукова и выпускницу МИФИ Ольгу Грязнову (ныне сотрудницу ИБХ РАН), разработала уникальную систему доставки антибиотика рифампицина.
МОКС: Микроскопические губки для лекарств
Основу технологии составляют металло-органические каркасы (МОКС) – наноматериалы с невероятно высокой пористостью, напоминающие микроскопические конструкторы или губки. Их структура образована ионами металла (хрома), соединенными органическими линкерами. В бесчисленные поры этих наногубок можно загрузить огромное количество лекарства – массовая доля антибиотика может даже превышать массу носителя (до 127% в данном исследовании).
Уникальная точность и эффективность
Нагруженные антибиотиком наночастицы вводятся в кровь. Их революционное преимущество – избирательное накопление именно в легких! Эксперименты показали концентрацию в легочной ткани в 10 раз выше, чем в других органах. Достигнув цели, каркас медленно и постепенно высвобождает рифампицин, обеспечивая длительное лечебное воздействие непосредственно в очаге инфекции.
Неожиданное открытие и механизм действия
Как объяснила Ольга Грязнова, уникальное накопление МОКС в легких (вопреки ожиданиям для частиц такого размера) связано с их особой структурой и химией. Хром-содержащие МОКС обладают высокой стабильностью в кровотоке, не разрушаясь под действием иммунной системы. Разрушение происходит позже, внутри иммунных клеток в легких, в кислой среде лизосом, что и запускает высвобождение антибиотика.
Яркие преимущества и многообещающие перспективы
Эта "умная" доставка обеспечивает работу лекарства строго в нужном месте, повышая его эффективность и позволяя снизить общую дозу. Медленное высвобождение критично для лечения хронических инфекций, а концентрация в легких минимизирует вредное влияние на другие органы. Прицельная терапия сокращает сроки лечения и преодолевает устойчивость бактерий.
Эксперименты подтвердили перспективность и безопасность подхода. Фундаментальное исследование открывает путь к созданию высокоэффективных антибактериальных препаратов для борьбы с тяжелыми легочными инфекциями. Ученые продолжают изучать механизмы работы МОКС, а также рассматривают их применение в онкологии, например, для терапии рака легких.
Работа поддержана Российским научным фондом, результаты опубликованы в журнале Biomedical Materials.
Источник информации: Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
