Адресная доставка лекарств в пораженные клетки

Формирование концепции наномедицины началось еще в середине XX в. В 1959 г. Ричард Фейнман опубликовал свою лекцию под названием «Там, внизу, много места» “There’s Plenty of Room at the Bottom”, в которой он обосновал основные принципы использования нанотехнологии в медицине. Вне всякого сомнения, именно Р. Фейнмана можно считать пророком развития наномедицины, поскольку он предсказал неизбежность перехода медицинских технологий от макроуровня к микроуровню и далее вплоть до атомарного уровня.

Наномедицина – это, по определению ученого Роберта Фрейтаса (Robert Freitas), «…слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне с использованием разработанных наноустройств и наноструктур».

В 1965 г. Шолдерс представил реально работающие микроманипуляторы, которые могли перемещать микроскопические предметы с точностью до 10 нм, с возможностью непосредственно наблюдать за их действиями при помощи ионного микроскопа.

К 1983 г. Дрекслер начал распространять в узком кругу свою статью “Машины клеточной репарации”, в которой впервые были достаточно подробно исследованы возможности развитой нанотехнологии на основе механических устройств, которые “обеспечили бы разработку систем сенсоров, компьютеров и манипуляторов молекулярных размеров, способных проникать в клетки и репарировать их».

В 1985 г. Дж. Фейнберг предложил использовать коротковолновую когерентную лазерную энергию для питания и связи с “наносенсорами, имплантированными в человеческий организм. Они могли бы... [контролировать] различные физиологические функции, начиная с подклеточного молекулярного уровня, до уровня тканей и органов..., важные для выявления некоторых механизмов роста и старения”.

В 1985 г. вышла книга “Робототехника” ("Robotics") под редакцией Марвина Мински (известного ученого в области компьютерной техники и автора пионерских работ по созданию искусственного интеллекта), в которой Мински, на основе представлений Дрекслера, дал краткое описание работы полностью автоматических устройств репарации клеток

В 1988 г. А. К. Дьюдни представил первую наномедицинскую концепцию наноробота для чистки артерий.

Наномедицина в последние годы развивается исключительно быстрыми темпами и привлекает всеобщее внимание не только чисто реальными достижениями, но и своим социальным вкладом. Под этим термином (отражающим и перспективу) сегодня понимают применение нанотехнологий в диагностике, мониторинге и лечении заболеваний.

Все варианты применения нанотехнологии в медицине можно разделить на три большие группы: 1) терапевтические подходы, основанные на применении нанотехнологии, 2) диагностические наномедицинские процедуры, 3) использование наноматериалов в технологии изготовления различных изделий медицинского назначения.

Конкретизируя изложенные взгляды, сегодняшние конкретные задачи нанотехнологий в медицине можно разделить на несколько групп: наноструктурированные материалы, включая поверхности с нанорельефом, мембраны с наноотверстиями; наночастицы (включая фуллерены и дендримеры); микро- и нанокапсулы; нанотехнологические сенсоры и анализаторы; медицинские применения сканирующих зондовых микроскопов; наноинструменты и наноманипуляторы; микро- и наноустройства различной степени автономности.

Адресная доставка лекарств в пораженные клетки

Чтобы лекарство было эффективным важно, чтобы его молекулы попали к нужным клеткам: антидепрессанты попали в мозг, противовоспалительные средства – в места воспалений, антираковые препараты – в опухоль и т. д. Способность молекул вещества попадать в теле пациента туда, где они необходимы, называется биологической усвояемостью.

Биологическая усвояемость – камень преткновения всей современной фармацевтики. Более 65% денег, потраченных на разработку новых лекарств, выбрасывается на ветер из_за их плохой усвояемости. Один из способов улучшить ее – просто увеличить дозу лекарства. Однако многие лекарства токсичны, и увеличенная доза может вызвать у пациента тяжелые последствия (а порой даже убить). Это особенно важно для противораковых препаратов, которые убивают не только больные, но и здоровые клетки.

Поэтому сегодня учеными всего мира ведутся активные работы по адресной доставке лекарств, которые будут точно попадать в цель, не повреждая других органов. Для этого пытаются создать некое “транспортное средство” для точной доставки лекарств в клетку, так как многие болезни (не только рак) зависят от нарушения внутриклеточных механизмов, повлиять на которые можно только доставив лекарство в клетку. Поиск молекулярного транспорта начался в восьмидесятые годы, когда исследователи стали активно заниматься генной инженерией. В частности, группе российских ученых под руководством Александра Соболева удалось разработать специальную макромолекулу_транспортер, способную доставить лекарство в дефектную клетку. Опыты, которые ставила группа Соболева на раковых клетках, показали, что эффективность лекарственного вещества, которое доставляется макромолекулой_транспортером в ядро, при различных типах рака может возрастать в 250_1000 раз, а это значит, что во столько же раз можно снизить дозу препарата, чтобы вызвать нужный эффект. Конструкция транспортера состоит из четырех функциональных модулей: лиганда, эндосомолитического модуля, сигнала внутриядерной локализации и собственн