Будущее – за наномедициной: она поможет поставить диагноз ещё на ранней стадии заболевания

В 2021 году рынок наномедицины, по данным компании Research and Markets, уже достиг 203,4 млрд долларов. И эксперты прогнозируют, что в 2027 году эта цифра поднимется до 433,9 млрд долларов.

В наномедицине применяются материалы, которые по крайней мере в тысячу раз тоньше, чем волос человека, для "адресной" доставки в организм пациента лекарств, нацеленных на определённые клетки, ткани или органы, а также для постановки диагноза ещё на ранней стадии того или иного заболевания. 

Хотя учёные уже разработали несколько методов для усиления надёжности нанотехнологий, по словам специалиста по наномедицине Мортезы Махмуди, данная область по-прежнему сталкивается с несколькими серьёзными препятствиями. В первую очередь это отсутствие протоколов, отвечающих за анализ биологической идентичности и реакции организма на лечение. 

Нанопрепараты, так же как и остальные лекарства, как только вступают в контакт с кровотоком, окружаются белками, находящимися в организме, объясняет эксперт:  

– Такое "покрытие", известное как белковая корона, придаёт наночастицам биологическую идентичность, которая определяет, как тело будет распознавать их и взаимодействовать с ними. Точно так же, как иммунная система, у которой есть специфические реакции на определённые патогены и аллергены. 

Многообещающие результаты доклинических и клинических исследований позволяют предположить, что наномедицина продолжит играть важную роль в будущем сферы здравоохранения.

Мортеза Махмуди, специалист по наномедицине

Точное знание типа, количества и конфигурации белков и других биомолекул, прикреплённых к поверхности нанопрепаратов, очень важно при определении безопасных и эффективных дозировок для пациентов. Есть ещё и другая проблема: дело в том, что один из немногих доступных методов анализа состава белковых корон требует инструментов, которых нет во многих наномедицинских лабораториях. И получается, что эти лаборатории часто отправляют свои образцы в независимые центры протеомики (область молекулярной биологии, посвящённая идентификации и количественному анализу белков). К сожалению, в таких центрах используются разные методы пробоподготовки и разные инструменты, что может привести к различиям в результатах из-за отсутствия стандартизации. 

– Мы с коллегами отправили биологически идентичные белковые короны для анализа в 17 разных лабораторий США, – рассказывает эксперт.    

Итог получился удивительным: менее чем 2% белков, идентифицированных лабораториями, были одинаковыми.  

– Наши результаты доказывают крайнюю нехватку последовательности в анализе, который исследователи проводят для понимания работы нанопрепаратов в организме человека, – делает вывод Мортеза Махмуди. – Это может стать серьёзной проблемой не только для обеспечения точности диагностики, но также для эффективности и безопасности лекарств на основе нанопрепаратов.

Сферы, в которых уже применяются нанотехнологии:  
– диагностика и терапия онкологических заболеваний, в том числе рака яичников, рака молочной железы, рака поджелудочной железы;
– подавление разных вирусов, в том числе и Covid-19 (использование наночастиц позволяет повысить надёжность и скорость тестирования патогенных микроорганизмов).

Вопрос-ответ

Мортеза Махмуди, доцент Мичиганского  государственного университета (США)

С какими препятствиями сейчас сталкивается наномедицина? 

– У наномедицины есть потенциал для совершенствования эффективности и безопасности существующих препаратов, а также для появления новых. Однако развитие продуктов наномедицины для клинического использования до сих пор находится на своей ранней стадии, и требуется больше исследований для понимания, как они взаимодействуют с белками и другими биомолекулами. Ещё одна из проблем – сложный состав нанопродуктов, что может привести к недостаточному пониманию их биологических эффектов для разработки стандартизированного производства.  

 Как нанопрепараты могут стать полностью безопасными? 

– Во-первых, нанопрепараты нужно тщательно разрабатывать, чтобы можно было гарантировать их биосовместимость и низкую токсичность. Второе – разработчикам надо подробно рассказывать о своих продуктах, чтобы люди могли понять их физические, химические и биологические характеристики. В-третьих, следует проводить доклинические и клинические испытания для оценки качества препаратов. Четвёртое – учёным стоит сотрудничать с регулирующими органами, чтобы убедиться: их продукция соответствует нормативным требованиям. И пятое – необходимо проводить долгосрочный мониторинг нанопродуктов после того, как они были одобрены для клинического использования, чтобы выявить любые потенциальные проблемы.

Читайте также: Учёные разработали вакцину от аллергии на цветение берёзы, клинические испытания начнутся осенью