Борьба за жизнь: как тест-система из листьев шпината позволит сократить количество испытаний лекарств на животных

Группа учёных из Международного научного центра SCAMT Университета ИТМО (Санкт-Петербург) создала на основе листьев шпината новую тест-систему для изучения свойств фармацевтических нанопрепаратов. Как сообщили RT в пресс-службе университета, эта разработка позволит сократить количество испытаний на лабораторных животных. Статья с описанием результатов исследования опубликована в научном журнале Nano Letters. Работа ведётся при поддержке Российского научного фонда.

Как отмечают авторы исследования, тестирование нанопрепаратов требует применения особых тест-систем, максимально воспроизводящих реальные условия, в которых будет применяться лекарство, например, параметры сосудистой системы. При этом у исследователей должна сохраняться возможность наблюдать за тем, как действует лекарственное вещество.

Промежуточный этап

В качестве аналога человеческих капилляров учёные использовали проводящую сеть листа шпината, из которой удалены все клеточные компоненты, кроме самих стенок. Каркас состоит из целлюлозы — вещества более прочного, чем ткани животных.

«Полученная система совпадает по диаметру и разветвлению с артериолами и капиллярами мозга человека, что позволяет использовать её для тестирования как традиционных, так и нанофармацевтических препаратов», — сообщили RT в пресс-службе ИТМО.

• Gettyimages.ru
• © Isarapab Chumruksa / EyeEm

Тест-система уже испытана в качестве модели тромбоза. В «сосуды» был помещён модельный тромб, а затем исследователи с помощью магнитного поля направили в закупоренную зону наночастицы с лекарством, активизирующим растворение кровяного сгустка.

В результате тромб рассосался, а тестовая платформа показала свою эффективность.

Также по теме

«Успокаивает цитокиновый шторм»: учёный — о российском препарате «Лейтрагин»

Уникальность российского препарата «Лейтрагин», который был создан для борьбы с цитокиновым штормом, вызванным COVID-19, состоит в...

На новом этапе исследования планируется заселить растительные каркасы человеческими клетками, чтобы максимально приблизить систему к параметрам человеческих сосудов.

Как отметила соавтор разработки, сотрудник факультета биотехнологий ИТМО Александра Предеина, сейчас для начала испытаний на живых существах достаточно провести предварительное исследование на клетках.

«Я считаю, что это неправильно. Нужен промежуточный этап, который отправит многие компоненты на доработку и сохранит жизнь многим животным. Возможно, каркасы из растений как раз и станут этим шагом», — пояснила она.

По словам специалиста, исследователям важно привлечь внимание научного сообщества к вопросу нерационального использования лабораторных животных.

• Сотрудник факультета биотехнологий ИТМО Александра Предеина
• © Дмитрий Григорьев/ ITMO.News

Высокий запрос

Сейчас для проведения предварительных фармакологических испытаний чаще всего используются тестовые системы на основе клеточных и тканевых структур. Однако они не могут воспроизвести всю сложность живого организма. Ещё одна технология связана с использованием микрофлюидических чипов: в плёнке материала продавливаются каналы, имитирующие сосудистую систему. Но и они далеки по своим параметрам и свойствам от реальных биологических тканей, что может искажать результаты исследований.

Несмотря на перспективность нанофармацевтики и наличие публикаций и доклинических испытаний, на практике применение препаратов такого типа ещё недостаточно распространено. Об этом рассказал один из авторов новой тест-системы центра SCAMT — профессор химико-биологического кластера ИТМО Владимир Виноградов.

«Запрос на разработку тест-систем, имитирующих проведение испытаний в живых организмах, сегодня крайне высок. Любая попытка переместиться на новые модели приближает нас к прорыву и помогает сократить огромное число лабораторных животных», — подчеркнул учёный.

Напомним, нанофармацевтикой специалисты называют применение нанотехнологий для создания новых лекарств. Препараты этого типа обладают рядом преимуществ. Например, применение этого метода позволяет обеспечить адресную доставку лекарственного вещества к больному органу, сократив побочные последствия от лечения для организма, а также повысить эффективность терапии. Кроме того, нанотехнологии позволяют добиться пролонгированного действия препаратов и повысить их биодоступность в организме.