Ученые Института высоких технологий КНУ имени Тараса Шевченко совместно с коллегами из Германии совершили настоящий прорыв в создании новых лекарственных средств, создав уникальную технологию, позволяющую управлять активностью лекарств с помощью света. Применение фоточувствительных препаратов поможет избежать побочных эффектов при лечении широкого круга заболеваний — от травм до злокачественных новообразований. На полки аптек «лекарства будущего» могут попасть уже в ближайшие 5-6 лет.
За три последних десятилетия открыты тысячи препаратов с различным спектром действия, однако на деле применяется лишь ограниченное их число. Почему? Все дело в том, что большинство из них слишком токсичны или имеют ярко выраженные нежелательные побочные эффекты: попадая в организм, они проявляют свою активность не только там, где нужно, но и в здоровых клетках, что нередко несет за собой негативные последствия.
«А что, если бы лекарственное вещество можно было бы селективно активировать действием света только в той части организма пациента, где это необходимо?», — подумали однажды ученые Института высоких технологий. Эта гениальная идея - создание фоточувствительных лекарственных препаратов – отнюдь не нова, однако ученым Института высоких технологий удалось осуществить ее на практике, используя оригинальный подход, и защитили свое изобретение патентом.
Как это работает?
Работа по созданию лекарства с фотоуправляемой активностью велась учеными Института высоких технологий совместно с коллегами из Института технологий г. Карлсруе (Германия) более двух лет. Препараты, которые они создали, без преувеличения, являются новым словом в медицине. Как же они работают?
Фоточувстваительные антимикробные соединения (аналоги природных пептидных антибиотиков) вводятся в организм в относительно неактивной, а потому нетоксичной фотоформе. В активную форму они переходит под воздействием видимого света (570 нм) в районе органа, требующего лечения.
«Это позволяет существенно снизить риск возникновения негативных побочных эффектов и уменьшить токсическое воздействие лекарств на организм, чего нельзя избежать при лечении традиционными антибактериальными препаратами, которые проникают во все, даже здоровые клетки организма», ― отмечает Владимир Ильченко, и. о. директора Института высоких технологий.
На рисунке проиллюстрирована эффективная фотоактивация антибактериального действия фоточувствительного антибиотика. Изображена чашка Петри (слева), где в питательной для бактерий S. xylosus среде один из фоточувствительных антибиотиков был активирован облучением видимым светом в пределах круга, тогда как за пределами круга антибиотик остался в неактивном состоянии. Можно видеть, что колонии бактерий выросли только за пределами области облучения, а облученная область ― прозрачная, без колоний (сквозь нее видно изображение герба Киевского национального университета имени Тараса Шевченко). На увеличенном фрагменте (справа) можно видеть четкую границу между областями, где колонии растут, и где фотоактивированный антибиотик проявил бактерицидное действие.
После прекращения лечения фоточувствительный лекарственный препарат можно так же, с помощью света (длина волны ― 320 нм), деактивировать («выключить»), превратив в безопасные для организма вещества.
Что будут лечить «лекарства будущего»
Сфера применения фоточувствительных препаратов может быть достаточно широка. Ожидается, что новые лекарства будут использоваться для производства антибактериальных пластырей или аппликаторов, в стоматологии, а также для терапии более серьезных заболеваний:
«Синтезированные нашими учеными препараты могут быть использованы в терапии локализованных бактериальных инфекций, ран, язвы желудка и более серьезных заболеваний. Так, в настоящее время мы сконцентрированы на разработке как противомикробных, так и противораковых препаратов», ― комментирует вопрос заведующий кафедрой супрамолекулярной химии Института высоких технологий профессор Игорь Комаров.
Лекарства будут вводиться в организм инъекционно, а для светового воздействия на пораженный участок будут использоваться аппараты, разработанные ранее для традиционной фотодинамической терапии рака.
Проблемы и перспективы
Сейчас ученые института готовятся к преклиническим испытаниям — «пристреливают» режим лечения, усовершенствуют методики анализа вещества в тканях и крови, пробуют различные модели заболеваний на мышах. Это достаточно долгий и ресурсозатратный процесс, который может длиться пару-тройку лет. Однако если преклинические исследования окажутся успешными (нетоксичность препаратов будет доказана на животных, и полученные результаты можно будет экстраполировать на людей), начнутся клинические исследования ― самый дорогой этап, на котором «сходят с дистанции» 90% препаратов.
«В большинстве случаев неудачи связаны с токсичностью и побочными действиями препаратов. В нашем же случае есть преимущество: препарат будет вводиться в организм в нетоксичной, неактивной форме, а активироваться будет только в ограниченном участке, пораженном болезнью (например, в опухоли). Таким образом, есть все основания полагать, что у нашего препарата больше шансов пройти преклинические и клинические испытания успешно», ― отмечает Игорь Комаров.
e-news.com.ua.jpeg)
.jpeg)
.jpeg)
.jpeg)
.jpeg)
.jpeg)
.jpeg)
.jpeg)
