КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 23-15-00468
НазваниеНовые комбинированные полимерные наносистемы доставки противоопухолевых препаратов для таргетного воздействия на опухоли
Руководитель Кусков Андрей Николаевич, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" , г Москва
Конкурс №80 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-505 - Технология фармацевтических препаратов и лекарственных форм
Ключевые слова Противоопухолевый препарат, комбинированное действие, система адресной доставки, наночастица, амфифильный полимер, цитокин, TRAIL DR5-B, рецептор-селективный вариант, наноноситель, поли-N-винилпирролидон, паклитаксел, бортезомиб, куркумин, цисплатин, темозоломид
Код ГРНТИ61.45.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Инновационные наноразмерные системы доставки лекарственных препаратов являются актуальным направлением исследований во всем мире. Создание наносистем доставки противоопухолевых препаратов решает фундаментальную задачу преодоления резистентности опухолей, а также прикладную задачу разработки новых терапевтических агентов с повышенной эффективностью и низкой токсичностью.
Системы доставки на основе полимеров, формирующих мицеллярные структуры, перспективны благодаря своей способности инкапсулировать гидрофобные активные молекулы внутри ядра мицелл, и одновременно иммобилизовать на поверхности гидрофильные молекулы, обеспечивающие таргетное комбинированное воздействие. Основные принципы конструирования мицеллярных наносистем на основе амфифильных производных поли-N-винилпирролидона (ПВП) ранее разработаны заявителями проекта. Эти системы обладают легко настраиваемыми свойствами, стабильностью и высокой биологической безопасностью. Они эффективны в качестве систем доставки различных терапевтических веществ, например, индометацина, куркумина, терапевтических плазмид, а также могут быть дополнены различными функциональными группами для связывания активных молекул. Также заявителями предварительно была разработана перспективная модель мицеллярных ПВП-частиц, конъюгированных с рецептор-специфичным вариантом противоопухолевого цитокина TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand), показана принципиальная реализуемость и возможность применения такой системы доставки.
Целью данного проекта является создание и исследование новых комбинированных мицеллярных наносистем на основе ПВП для таргетной доставки ряда противоопухолевых препаратов. Инкапсуляция гидрофобного препарата в ядро мицелл обеспечит снижение его токсичности и пролонгированное действие; ковалентная конъюгация молекул таргетного модифицированного варианта цитокина TRAIL на поверхности мицелл позволит добиться его опухоле-специфичной адресной доставки и комбинированного противоопухолевого действия. В качестве противоопухолевых препаратов для совместной доставки в опухоли будут в первую очередь исследованы вещества, показавшие значительный синергетический эффект со свободным цитокином (бортезомиб, цисплатин и др.).
В отличие от TRAIL дикого типа, разработанный заявителями рецептор-специфичный вариант TRAIL DR5-B связывается исключительно с рецептором смерти DR5 и преодолевает рецептор-зависимую резистентность опухолей к TRAIL. Несмотря на высокую эффективность на линиях опухолевых клеток и на ксенографтных мышиных моделях человеческих опухолей, модифицированный белок TRAIL DR5-B имеет короткий период полувыведения из организма и низкую стабильность в биологических средах. В результате иммобилизации с использованием ПВП-наночастиц будут одновременно улучшены фармакокинетические показатели как низкомолекулярных агентов, так и белковых молекул, что в итоге позволит добиться повышенной эффективности.
Наноразмерные системы доставки на основе ПВП – это уникальная российская разработка, не имеющая аналогов в мире. Благодаря легко настраиваемым свойствам ПВП-частиц и методам «клик-химии», применяемым для модификации их поверхности модифицированным цитокином DR5-B, успешный опыт реализации проекта может быть спроецирован на создание аналогичных систем, содержащих противоопухолевый препарат в ядре и альтернативные терапевтические белки или векторные молекулы на поверхности частиц. Кроме того, подходы к получению флуоресцентно-меченых комбинированных ПВП-наночастиц, конъюгированных с заданным таргетным препаратом, позволит найти им применение в качестве агентов для тераностики (препаратов используемых одновременно для диагностики и терапии опухолевых заболеваний). Таким образом, успешная реализация проекта положит основу для создания универсальной наносистемы для адресной доставки заданных терапевтических препаратов и диагностических агентов в конкретные типы опухолей.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Яголович А.В., Кусков А.Н., Куликов П.П., Багров Д.В., Петрова П.А., Куковякина Е.В., Исакова А.А., Хан И.И., Покровский В.С., Носырев А.Е., Стамати П.Х., Марквичева Е.А., Гаспарян М.Э., Спандидос Д.А., Тсатсакис А.М.
Assessment of the effects of amphiphilic poly(N-vinylpyrrolidone) nanoparticles loaded with bortezomib on glioblastoma cell lines and zebrafish embryos
Biomedical Reports, 20(3). 37. (год публикации - 2024)
10.3892/br.2024.1725
2.
Лусс А.Л., Багров Д.В., Яголович А.В., Куковякина Е.В., Хан И.И., Покровский В.С., Шестовская М.В., Гаспарян М.Э., Долгих Д.А., Кусков А.Н.
Toxicity evaluation and control release of curcumin-loaded amphiphilic poly-N-vinylpyrrolidone nanoparticles: in vitro and in vivo models
Pharmaceutics, 16(1). 8. (год публикации - 2024)
10.3390/pharmaceutics16010008
3.
Гилева А.М., Куликова Д.И., Куковякина Е.В., Яголович А.В., Кушнерёв К.С., Кусков А.Н., Марквичёва Е.А.
Исследование цитотоксичности наночастиц на основе амфифильных производных поли-N-винилпирролидона, загруженных куркумином, на 2D и 3D моделях in vitro аденокарциномы яичника человека
Российский онкологический журнал, 29(3) (год публикации - 2024)
10.17816/onco636712
4.
Никитович Д., Куковякина Е.В., Бердиаки А., Тзанакакис А., Лусс А.Л., Власкина Е.Р., Яголович А.В., Тсатсакис А., Кусков А.Н.
Enhancing tumor targeted therapy: the role of iRGD peptide in advanced drug delivery systems
Cancers , 16(22). 3768. (год публикации - 2024)
10.3390/cancers16223768
5.
Кусков А.Н., Куковякина Е.В., Красносельская Е.Н.
Nanotechnology-based drug delivery systems
Pharmaceutics, том 17, № 7, с. 817 (год публикации - 2025)
10.3390/pharmaceutics17070817
6.
Трушина Д., Гилева А., Яголович А., Гаспарян М., Курбанова Л., Буров С., Букреева Т., Паллаева Т., Артемов В., Олейников В., Марквичева Е.
Synergistic effect of DR5-targeted capsules loaded with doxorubicin in drug-resistant 3D tumour spheroids
Journal of Microencapsulation, том 42, выпуск 7, страницы 736-751 (год публикации - 2025)
10.1080/02652048.2025.2570651
7.
Кусков А.Н., Куковякина Е.В.
Nanotechnology-based drug delivery systems, 2nd edition
Pharmaceutics, том 17, № 1, с. 110 (год публикации - 2025)
10.3390/pharmaceutics17010110
8.
Трапсаниоти Л.Н., Кусков А.Н., Бердиаки А., Лусс А.Л., Власкина Е.Р., Иванова А.В., Абакумов М.А., Мармара М., Плексусаки К., Тсатсакис А., Никитович Д.
Tailored iron oxide nanoparticles for biomedical applications: hydroxyethyl starch coating enhances endothelial biocompatibility
Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, том 71, страница 102880 (год публикации - 2025)
10.1016/j.nano.2025.10288
9.
Куковякина Е.В., Куликов П.П., Багров Д.В., Моисеенко А.В., Трифонова Т.С., Исакова А.А., Шувалова М.Л., Свирещевская Е.В., Хан И.И., Покровский В.С., Гаспарян М.Э., Кусков А.Н., Яголович А.В.
Codelivery of bortezomib and modified DR5-selective TRAIL via amphiphilic poly(N-vinylpyrrolidone) bionanocomposites to overcome glioblastoma resistance
ACS Applied Bio Materials (год публикации - 2025)
10.1021/acsabm.5c01651
10.
Куковякина Е.В., Исакова А.А., Багров Д.В., Гаспарян М.Э., Кусков А.Н., Яголович А.В.
Amphiphilic poly(N-vinylpyrrolidone) biocomposites with bortezomib and DR5-selective TRAIL variants: a promising approach to pancreatic cancer treatment
International Journal of Molecular Sciences, том 26, № 23, страница 11620 (год публикации - 2025)
10.3390/ijms262311620
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Для исследования биологических свойств комбинированных наноразмерных частиц на втором этапе проекта, были получены рекомбинантные белки на основе DR5-селективного варианта цитокина TRAIL. Также, были синтезированы амфифильные сополимеры N-винилпирролидона и акриловой кислоты молекулярной массой 3-12 кДа, с одной концевой гидрофобной октадецильной группой, в том числе, модифицированные по карбоксильным группам акриловой кислоты малеимидными группами. Выявлено, что амфифильный сополимер N-винилпирролидона с акриловой кислотой, с одной концевой гидрофобной октадецильной группой, молекулярной массой 6 кДа и 5 мол. % малеимидных функциональных групп и наноразмерные системы на его основе имеют оптимальное сочетание показателей стабильности и цитотоксической активности. Поэтому на его основе, самопроизвольной агрегацией амфифильных макромолекул в водной среде, были получены наноразмерные частицы, содержащие в своем «ядре» включенные за счет гидрофобных взаимодействий с октадецильными фрагментами полимеров низкомолекулярные гидрофобные лекарственные вещества (бортезомиб, куркумин, цисплатин). Внешняя «оболочка» агрегатов из гидрофильных цепей полимеров при этом обеспечивала совместимость с водой всей системе, а также участвовала в иммобилизации рекомбинантных белков такими носителями.
Были изучены характеристики полученных наноразмерных частиц: гидродинамический диаметр, распределение по размерам и дзета-потенциал. Установлено, что размер всех образцов частиц находится в нанометровом диапазоне (100-600 нм), практически не зависит от используемой для загрузки фармацевтической субстанции, но увеличивается при конъюгации частиц с белками. Поверхностный заряд составил от +8 до -15 мВ и определялся, прежде всего, наличием карбоксильных групп акриловой кислоты или малеимидных групп в составе полимера, а также иммобилизованного на частицах белка. Морфология частиц была исследована методами электронной микроскопии. Все образцы частиц выглядели как сферические объекты субмикронного диапазона. Емкость загрузки лекарственного средства (DLC) для всех противоопухолевых веществ составила от 10.0 до 15.0 % по массе. Эффективность загрузки лекарственного средства (DLE) для всех образцов составила от 85 до 95 %. В результате конъюгации полученных частиц с DR5-селективным цитокином TRAIL сорбционная емкость составила 5.5 ±1.5 мг белка на 1 г частиц независимо от типа химиопрепарата, загруженного в ядро. При исследовании профиля выделения in vitro для всех загруженных препаратов наблюдался типичный двухфазный профиль высвобождения. В комбинированной наноразмерной системе белковый компонент был прочно связан с полимерным носителем и не детектировался в супернатанте в течение не менее 6 недель.
Для исследования биологической активности наночастиц были получены мультиклеточные сфероиды с помощью RGD-индуцированной самосборки клеток, позволяющей получать 3D модели in vitro из различных клеточных линий. Полученные сфероиды имели чёткие границы, высокую монодисперсность и механическую стабильность; средний диаметр составлял 110±12 мкм.
При исследовании цитотоксичности in vitro, наноразмерные частицы PVP-B-DR5-B, загруженные бортезомибом и модифицированные DR5-B, отличались наибольшим синергичным эффектом на DR5-B-резистентной клеточной линии U87MG по сравнению с другими вариантами комбинированных препаратов. В связи с этим, дальнейшие детальные исследования проводилась на частицах, загруженных бортезомибом. Было показано драматическое (на 80-90%) снижение жизнеспособности монослойных (2D) клеток линий глиобластомы человека U87MG и T98G под действием наночастиц, загруженных бортезомибом и модифицированных DR5-селективным цитокином TRAIL. При модификации наночастиц DR5-селективным TRAIL с пептидом iRGD наблюдалось дополнительное усиление цитотоксического эффекта на 10-20%. Аналогичный эффект наблюдался и на монослойных опухолевых клеточных линиях других нозологий: рака молочной железы MCF-7, колоректального рака НСТ116 и НТ29, и рака поджелудочной железы MIA PaCa-2, PANC-1 и BxPC-3. На всех клеточных линиях свободный полимер был мало токсичен, а частицы, лишь загруженные бортезомибом, начинали проявлять сопоставимую цитотоксичность лишь в концентрациях, на 2-3 порядка выше, чем они же, конъюгированные с белковым лигандом.
Как и на 2D моделях, оценка цитотоксичности на 3D моделях сфероидов из клеток глиобластомы человека U87MG и T98G, показала снижение жизнеспособности клеток на 90-95% под действием комбинированных наночастиц. Таким образом, частицы, загруженные бортезомибом и модифицированные DR5-селективным цитокином TRAIL, показали высокую активность как на 2D, так и на 3D опухолевых моделях in vitro. Такое ярко выраженное усиление цитотоксичности при конъюгации с модифицированным TRAIL вероятно, обусловлено, его синергичным действием с бортезомибом и эффективной кластеризацией рецептора DR5 при иммобилизации лигандов на наноразмерном носителе. При этом комбинированные наночастицы были относительно нетоксичны к нормальным клеткам: умеренная цитотоксичность к нормальным клеткам фибробластов и кератиноцитов в самой высокой концентрационной точке была обусловлена лишь токсичностью бортезомиба, а ни полимера, либо белкового компонента.
Дополнительно было изучено влияние функционализации амфифильных полимеров, используемых для получения частиц, на их токсичность. Показано, что наночастицы, не загруженные противоопухолевым препаратом, не проявляют цитотоксичности ни в 2D, ни в 3D моделях из опухолевых клеток in vitro, что свидетельствует об их низкой токсичности независимо от наличия модификаций полимера дополнительными звеньями, содержащими карбоксильные или малеимидные группы.
Конфокальная микроскопия на 2D и 3D in vitro моделях клеток глиобластомы человека U87MG показала, что спустя 15 минут инкубации комбинированные наночастицы, конъюгированные DR5-селективным цитокином TRAIL, накапливаются в клетках быстрее по сравнению со свободным лигандом. Причем наличие модификации белка с пептидом iRGD способствовало ускоренному накоплению комбинированных наночастиц в клетках, а к 1 часу инкубации эффекты выравнивались.
Таким образом, комбинированные наноразмерные частицы на основе амфифильных производных поли-N-винилпирролидона, загруженные противоопухолевым препаратом и конъюгированные с DR5-селективным лигандом на основе цитокина TRAIL эффективно накапливаются в опухолевых клетках, обладают высокой цитотоксичностью на 2D и 3D in vitro моделях опухолей, и при этом относительно безопасны по отношению к нормальным клеткам.
Публикации
1.
Яголович А.В., Кусков А.Н., Куликов П.П., Багров Д.В., Петрова П.А., Куковякина Е.В., Исакова А.А., Хан И.И., Покровский В.С., Носырев А.Е., Стамати П.Х., Марквичева Е.А., Гаспарян М.Э., Спандидос Д.А., Тсатсакис А.М.
Assessment of the effects of amphiphilic poly(N-vinylpyrrolidone) nanoparticles loaded with bortezomib on glioblastoma cell lines and zebrafish embryos
Biomedical Reports, 20(3). 37. (год публикации - 2024)
10.3892/br.2024.1725
2.
Лусс А.Л., Багров Д.В., Яголович А.В., Куковякина Е.В., Хан И.И., Покровский В.С., Шестовская М.В., Гаспарян М.Э., Долгих Д.А., Кусков А.Н.
Toxicity evaluation and control release of curcumin-loaded amphiphilic poly-N-vinylpyrrolidone nanoparticles: in vitro and in vivo models
Pharmaceutics, 16(1). 8. (год публикации - 2024)
10.3390/pharmaceutics16010008
3.
Гилева А.М., Куликова Д.И., Куковякина Е.В., Яголович А.В., Кушнерёв К.С., Кусков А.Н., Марквичёва Е.А.
Исследование цитотоксичности наночастиц на основе амфифильных производных поли-N-винилпирролидона, загруженных куркумином, на 2D и 3D моделях in vitro аденокарциномы яичника человека
Российский онкологический журнал, 29(3) (год публикации - 2024)
10.17816/onco636712
4.
Никитович Д., Куковякина Е.В., Бердиаки А., Тзанакакис А., Лусс А.Л., Власкина Е.Р., Яголович А.В., Тсатсакис А., Кусков А.Н.
Enhancing tumor targeted therapy: the role of iRGD peptide in advanced drug delivery systems
Cancers , 16(22). 3768. (год публикации - 2024)
10.3390/cancers16223768
5.
Кусков А.Н., Куковякина Е.В., Красносельская Е.Н.
Nanotechnology-based drug delivery systems
Pharmaceutics, том 17, № 7, с. 817 (год публикации - 2025)
10.3390/pharmaceutics17070817
6.
Трушина Д., Гилева А., Яголович А., Гаспарян М., Курбанова Л., Буров С., Букреева Т., Паллаева Т., Артемов В., Олейников В., Марквичева Е.
Synergistic effect of DR5-targeted capsules loaded with doxorubicin in drug-resistant 3D tumour spheroids
Journal of Microencapsulation, том 42, выпуск 7, страницы 736-751 (год публикации - 2025)
10.1080/02652048.2025.2570651
7.
Кусков А.Н., Куковякина Е.В.
Nanotechnology-based drug delivery systems, 2nd edition
Pharmaceutics, том 17, № 1, с. 110 (год публикации - 2025)
10.3390/pharmaceutics17010110
8.
Трапсаниоти Л.Н., Кусков А.Н., Бердиаки А., Лусс А.Л., Власкина Е.Р., Иванова А.В., Абакумов М.А., Мармара М., Плексусаки К., Тсатсакис А., Никитович Д.
Tailored iron oxide nanoparticles for biomedical applications: hydroxyethyl starch coating enhances endothelial biocompatibility
Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, том 71, страница 102880 (год публикации - 2025)
10.1016/j.nano.2025.10288
9.
Куковякина Е.В., Куликов П.П., Багров Д.В., Моисеенко А.В., Трифонова Т.С., Исакова А.А., Шувалова М.Л., Свирещевская Е.В., Хан И.И., Покровский В.С., Гаспарян М.Э., Кусков А.Н., Яголович А.В.
Codelivery of bortezomib and modified DR5-selective TRAIL via amphiphilic poly(N-vinylpyrrolidone) bionanocomposites to overcome glioblastoma resistance
ACS Applied Bio Materials (год публикации - 2025)
10.1021/acsabm.5c01651
10.
Куковякина Е.В., Исакова А.А., Багров Д.В., Гаспарян М.Э., Кусков А.Н., Яголович А.В.
Amphiphilic poly(N-vinylpyrrolidone) biocomposites with bortezomib and DR5-selective TRAIL variants: a promising approach to pancreatic cancer treatment
International Journal of Molecular Sciences, том 26, № 23, страница 11620 (год публикации - 2025)
10.3390/ijms262311620
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В отчетном периоде в рамках реализации проекта успешно выполнен комплекс фундаментальных и прикладных исследований, направленных на разработку и изучение новой комбинированной таргетной системы доставки противоопухолевых препаратов на основе наноразмерных агрегатов амфифильных производных поли-N-винилпирролидона.
Ключевые выполненные работы и полученные результаты:
Разработана и охарактеризована комбинированная наноразмерная система PVP-BTZ-DR5-B, состоящая из амфифильного полимерного носителя (PVP), загруженного ингибитором протеасом бортезомибом (BTZ) и конъюгированного на своей поверхности с модифицированным DR5-селективным вариантом цитокина TRAIL (DR5-B). Для повышения эффективности доставки и терапевтического действия создан усовершенствованный вариант системы, несущий гибридный лиганд DR5-B-iRGD с таргетным пептидом iRGD (PVP-BTZ-DR5-B-iRGD), который обеспечивает двойное нацеливание на рецепторы DR5 и интегрин αvβ3, сверхэкспрессируемые на многих типах опухолевых клеток.
Продемонстрировано эффективное проникновение разработанной комбинированной системы доставки через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). На in vitro модели ГЭБ с использованием клеточной линии эндотелия головного мозга мыши bEnd.3 показано, что иммобилизация белка DR5-B на поверхности полимерных агрегатов почти в 2 раза повышает его транспорт через модельный барьер по сравнению со свободной формой белка.
Установлено ускорение интернализации рецептора смерти DR5. Проточная цитометрия на клетках глиобластомы человека T98G подтвердила, что связывание комбинированных наноразмерных частиц PVP-BTZ-DR5-B с рецептором DR5 приводит к его значительно более быстрой интернализации по сравнению со свободным белком DR5-B, что коррелирует с данными по эффективности проникновения через ГЭБ.
Исследованы пути введения и характер высвобождения противоопухолевого препарата из полимерных агрегатов. Выявлено выраженное pH-зависимое высвобождение бортезомиба из частиц: наиболее быстрое и полное высвобождение происходит в кислой среде (pH 5.6), моделирующей условия внутри эндосом/лизосом опухолевых клеток, в то время как в физиологических условиях (pH 7.4) высвобождение замедлено. Это свойство, известное как «умное» высвобождение, является критически важным для минимизации системной токсичности и максимизации терапевтического эффекта непосредственно внутри опухоли. Данные кинетического анализа наилучшим образом соответствуют модели Корсмейера-Пеппаса. Результаты убедительно обосновывают стратегию локального интратуморального введения для формирования депо препарата с контролируемым высвобождением, что было дополнительно подтверждено положительными результатами исследований биораспределения in vivo на мышиной модели.
Терапевтическая эффективность системы была последовательно показана на двух независимых моделях in vivo: на ксенотрансплантатах глиобластомы U87MG в эмбрионах рыб вида Danio rerio и на стандартной модели подкожных ксенографтов U87MG у мышей Nude. В обоих случаях система PVP-BTZ-DR5-B продемонстрировала статистически значимое и наиболее выраженное подавление роста опухоли по сравнению с контрольными группами, свободным DR5-B и неконъюгированными частицами PVP-BTZ. Это подтверждает синергетический эффект комбинированной системы доставки.
Расширена область применения системы на альтернативную нозологию – рак поджелудочной железы (РПЖ). На панели клеточных линий РПЖ (PANC-1, MIA PaCa-2, BxPC-3) показана высокая цитотоксическая активность комбинированных частиц в субнаномолярном диапазоне концентраций. Система PVP-BTZ-DR5-B-iRGD, несущая гибридный лиганд DR5-B-iRGD, проявила наивысшую активность, превосходя аналоги без пептида iRGD, что подтверждает преимущество двойного таргетинга. Механизм гибели клеток при этом был однозначно установлен как апоптоз, что доказано сохранением клеток пан-каспазным ингибитором Z-Vad(OMe)-FMK и результатами вестерн-блоттинга (расщепление PARP и каспазы-3).
Проведена сравнительная оценка накопления и биосовместимости препаратов. С помощью конфокальной микроскопии продемонстрировано ускоренное накопление флуоресцентно-меченых частиц в клетках глиобластомы T98G уже через 15 минут инкубации по сравнению со свободным белком. Это объясняется эффектом мультивалентности, когда одна частица, несущая множество лигандов, одновременно взаимодействует с несколькими рецепторами на мембране клетки, резко повышая авидность связывания и запуская эффективный эндоцитоз. Критически важным является также результат оценки безопасности разработанной комбинированной системы: ни амфифильный полимер PVP, ни все созданные на его основе частицы в терапевтически значимых концентрациях не проявляли существенной токсичности в отношении нормальных человеческих фибробластов, указывая на их высокий потенциал биосовместимости.
По итогам работ в 2025 году в высокорейтинговых рецензируемых международных журналах (Q1-Q2) опубликовано 6 научных статей, отражающих ключевые достижения проекта в области наноразмерных систем доставки и их применения в терапии глиобластомы и рака поджелудочной железы. За 2025 год, по результатам работ в рамках проекта сделано семь устных и стендовых докладов на российских и международных конференциях и опубликованы тезисы этих докладов. Кроме того, руководитель проекта, д.х.н., Кусков А.Н. выступил с лекцией по результатам проекта для студентов, аспирантов и молодых ученых в рамках Всероссийского лектория Российского научного фонда.
Полученные научные результаты имеют важное фундаментальное и прикладное значение. Они не только подтверждают высокую эффективность и селективность разработанной комбинированной таргетной платформы на основе амфифильного PVP, но и детально раскрывают механизмы ее действия: от преодоления биологических барьеров (ГЭБ) и специфического таргетинга до внутриклеточного управляемого высвобождения и индукции апоптоза.
Результаты проекта закладывают прочную научную основу для перехода к следующим этапам фундаментальных и прикладных исследований по данной теме, в том числе к фундаментальным исследованиям молекулярных механизмов взаимодействия белковых лигандов с полимерными носителями, синергического действия конъюгата и внутриклеточной судьбы носителя, к прикладной оптимизации наиболее эффективных комбинаций препаратов, и к проведению расширенных доклинических испытаний на более сложных in vitro и in vivo моделях с последующей разработкой новых эффективных терапевтических стратегий против резистентных форм рака.
Публикации
1.
Яголович А.В., Кусков А.Н., Куликов П.П., Багров Д.В., Петрова П.А., Куковякина Е.В., Исакова А.А., Хан И.И., Покровский В.С., Носырев А.Е., Стамати П.Х., Марквичева Е.А., Гаспарян М.Э., Спандидос Д.А., Тсатсакис А.М.
Assessment of the effects of amphiphilic poly(N-vinylpyrrolidone) nanoparticles loaded with bortezomib on glioblastoma cell lines and zebrafish embryos
Biomedical Reports, 20(3). 37. (год публикации - 2024)
10.3892/br.2024.1725
2.
Лусс А.Л., Багров Д.В., Яголович А.В., Куковякина Е.В., Хан И.И., Покровский В.С., Шестовская М.В., Гаспарян М.Э., Долгих Д.А., Кусков А.Н.
Toxicity evaluation and control release of curcumin-loaded amphiphilic poly-N-vinylpyrrolidone nanoparticles: in vitro and in vivo models
Pharmaceutics, 16(1). 8. (год публикации - 2024)
10.3390/pharmaceutics16010008
3.
Гилева А.М., Куликова Д.И., Куковякина Е.В., Яголович А.В., Кушнерёв К.С., Кусков А.Н., Марквичёва Е.А.
Исследование цитотоксичности наночастиц на основе амфифильных производных поли-N-винилпирролидона, загруженных куркумином, на 2D и 3D моделях in vitro аденокарциномы яичника человека
Российский онкологический журнал, 29(3) (год публикации - 2024)
10.17816/onco636712
4.
Никитович Д., Куковякина Е.В., Бердиаки А., Тзанакакис А., Лусс А.Л., Власкина Е.Р., Яголович А.В., Тсатсакис А., Кусков А.Н.
Enhancing tumor targeted therapy: the role of iRGD peptide in advanced drug delivery systems
Cancers , 16(22). 3768. (год публикации - 2024)
10.3390/cancers16223768
5.
Кусков А.Н., Куковякина Е.В., Красносельская Е.Н.
Nanotechnology-based drug delivery systems
Pharmaceutics, том 17, № 7, с. 817 (год публикации - 2025)
10.3390/pharmaceutics17070817
6.
Трушина Д., Гилева А., Яголович А., Гаспарян М., Курбанова Л., Буров С., Букреева Т., Паллаева Т., Артемов В., Олейников В., Марквичева Е.
Synergistic effect of DR5-targeted capsules loaded with doxorubicin in drug-resistant 3D tumour spheroids
Journal of Microencapsulation, том 42, выпуск 7, страницы 736-751 (год публикации - 2025)
10.1080/02652048.2025.2570651
7.
Кусков А.Н., Куковякина Е.В.
Nanotechnology-based drug delivery systems, 2nd edition
Pharmaceutics, том 17, № 1, с. 110 (год публикации - 2025)
10.3390/pharmaceutics17010110
8.
Трапсаниоти Л.Н., Кусков А.Н., Бердиаки А., Лусс А.Л., Власкина Е.Р., Иванова А.В., Абакумов М.А., Мармара М., Плексусаки К., Тсатсакис А., Никитович Д.
Tailored iron oxide nanoparticles for biomedical applications: hydroxyethyl starch coating enhances endothelial biocompatibility
Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, том 71, страница 102880 (год публикации - 2025)
10.1016/j.nano.2025.10288
9.
Куковякина Е.В., Куликов П.П., Багров Д.В., Моисеенко А.В., Трифонова Т.С., Исакова А.А., Шувалова М.Л., Свирещевская Е.В., Хан И.И., Покровский В.С., Гаспарян М.Э., Кусков А.Н., Яголович А.В.
Codelivery of bortezomib and modified DR5-selective TRAIL via amphiphilic poly(N-vinylpyrrolidone) bionanocomposites to overcome glioblastoma resistance
ACS Applied Bio Materials (год публикации - 2025)
10.1021/acsabm.5c01651
10.
Куковякина Е.В., Исакова А.А., Багров Д.В., Гаспарян М.Э., Кусков А.Н., Яголович А.В.
Amphiphilic poly(N-vinylpyrrolidone) biocomposites with bortezomib and DR5-selective TRAIL variants: a promising approach to pancreatic cancer treatment
International Journal of Molecular Sciences, том 26, № 23, страница 11620 (год публикации - 2025)
10.3390/ijms262311620
Возможность практического использования результатов
Результаты проекта обладают высоким потенциалом для практического применения, способного внести вклад в экономический рост, технологическое развитие и социальное благополучие Российской Федерации.
1. Формирование научно-технологического задела и обеспечение технологического суверенитета.
Разработанная платформа комбинированной таргетной доставки представляет собой уникальный отечественный технологический задел в области наномедицины и биомедицинских материалов. Создание полного цикла, от дизайна и синтеза «умных» полимерных носителей до производства рекомбинантных белков-лигандов и сборки конечного продукта, формирует критически важную компетенцию. Это снижает зависимость от зарубежных технологий в стратегически значимой сфере разработки новых лекарственных средств, особенно против социально-значимых онкологических заболеваний.
2. Создание основы для новой высокотехнологичной продукции.
Результаты проекта являются прямой основой для разработки новых лекарственных препаратов против агрессивных и резистентных форм рака, таких как глиобластома и рак поджелудочной железы, для которых сегодня крайне ограничены эффективные методы лечения.
Новые лекарственные формы. На базе платформы могут быть созданы инновационные препараты-конъюгаты, объединяющие химиотерапевтический агент и биологический лиганд в единой субмикронной терапевтической системе.
Расширение линейки препаратов. Технология позволяет создавать семейство препаратов, меняя инкапсулированный химиопрепарат (бортезомиб, доксорубицин, цисплатин и др.) и/или таргетный лиганд, адаптируя терапию под разные типы опухолей.
3. Усовершенствование применяемых технологий и стимулирование смежных отраслей.
Развитие GMP-производств. Перевод технологии на стадию доклинических и клинических испытаний потребует развития отечественных производственных мощностей, соответствующих стандартам надлежащей производственной практики (GMP), для синтеза полимеров, получения рекомбинантных белков и финальной сборки стерильных лекарственных форм.
Стимулирование смежных секторов. Проект создает спрос и точки роста для смежных отраслей: тонкого органического и полимерного синтеза, промышленной биотехнологии (ферментеры, хроматографическое оборудование), аналитического приборостроения и сектора доклинических исследований.
4. Социальный эффект и снижение нагрузки на систему здравоохранения.
Повышение эффективности лечения. Внедрение разработанных препаратов может значительно повысить выживаемость и качество жизни пациентов с наиболее неблагоприятными онкологическими диагнозами.
Снижение прямых и косвенных экономических потерь. Эффективное лечение сократит продолжительность и стоимость паллиативной терапии, уменьшит инвалидизацию трудоспособного населения и, как следствие, снизит социально-экономическое бремя, связанное с этими заболеваниями.
Технологический суверенитет в фармакотерапии. Создание отечественных оригинальных препаратов нового поколения уменьшит зависимость от импортных противоопухолевых средств, что позволит оптимизировать затраты государственной системы здравоохранения на лекарственное обеспечение.
Таким образом, проект создает не просто научный задел, а целостную платформу для развития нового сегмента отечественной фармацевтической индустрии, а именно, создания инновационных таргетных препаратов. Его реализация способствует развитию высокотехнологичных производств, созданию высококвалифицированных рабочих мест и, что наиболее важно, может привести к появлению эффективных средств лечения заболеваний, представляющих серьезную социальную и демографическую угрозу для страны.