Разработка системы адресной доставки наноагентов в ткань миокарда в терапевтических целях

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 24-14-00120

НазваниеРазработка системы адресной доставки наноагентов в ткань миокарда в терапевтических целях

Руководитель Никитин Максим Петрович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №92 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-209 - Биотехнология (в том числе бионанотехнология)

Ключевые слова наночастицы; терапевтические наноагенты; наномедицина; адресная доставка лекарств; блокирование мононуклеарной фагоцитарной системы; МФС-цитоблокада;

Код ГРНТИ34.57.21

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Не смотря на усилия мировой науки, сердечно-сосудистые заболевания, и прежде всего инфаркт миокарда и ишемическая болезнь сердца, по-прежнему остаются главной причиной смертности населения планеты. В значительной степени прогресс в этой критически-важной области здравоохранения сдерживается отсутствием надежных и безопасных средств и методов доставки лекарственных препаратов в такую защищенную и деликатную область организма как ткань миокарда. В данном проекте предлагается расширить область применения ранее созданной членами коллектива проекта прорывной технологии обратимого подавления активности мононуклеарной фагоцитарной системы («МФС-цитоблокада») для значительного увеличения эффективности доставки нанопрепаратов в сердечную ткань in vivo. Ожидается, что за счет применения данной технологии к адресной доставке специально оптимизированных под задачи проекта наноагентов будет достигнута эффективность и специфичность доставки в ткань миокарда, ранее недостижимая при использовании традиционных методов транспорта лекарств. Успешное решение поставленных в проекте задач создаст необходимый задел для прорыва в этой крайней важной для здоровья нации области медицины.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В ходе реализации 1-го года проекта, посвящённого разработке систем адресной доставки наноагентов в ткань миокарда в терапевтических целях, все запланированные в текущем году научные работы выполнены полностью, а также полностью достигнуты запланированные научные результаты. А именно, была получена и всесторонне охарактеризована первичная библиотека частиц, оптимизированных для таргетинга миокарда - органических и неорганических наноструктур, а также конъюгаты магнитных наночастиц, модифицированные белковыми нацеливающими молекулами и полифенолами для тестов по исследованию биораспределения и накопления данных наноагентов в области миокарда, реализующих как магнитное нацеливание, так и адресную доставку за счёт биохимических взаимодействий. В состав всех полученных наноагентов включена флуоресцентная метка для их регистрации методом прижизненного биоимиджинга, определен процент включения метки в состав наноагентов, исследованы спектры возбуждения и испускания флуоресценции. Также получены 3 вида наноагентов для таргетинга миокарда, обладающих магнитными свойствами для анализа их биораспределения оригинальным методом MPQ (magnetic particle quantification). Проведено исследование поведения полученной библиотеки наночастиц in vivo: исследованы параметры биораспределения наноагентов с помощью метода оптической томографии, рассчитаны факторы накопления наноагентов в основных органах животных, в т.ч. в сердце. Проведено предварительное исследование параметров биораспределения конъюгатов наноагентов с биологически активными молекулами в организме животных, в т.ч. в комбинации с МФС-цитоблокадой. По результатам реализации проекта опубликовано 2 работы в высокорейтинговых Q1 изданиях, которые, по правилам РНФ, засчитываются как 4 публикации: в журнале European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, ИФ 4.4, и Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, ИФ 5.4.

Публикации

1. Иванцова, Колычев, Сизиков, Мочалова, Черкасов, Никитин Carbene-coated metal nanoparticles for in vivo applications Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 11 страниц (год публикации - 2024)
10.1016/j.colsurfb.2024.114097

2. Юрьева, Терешина, Никитин, Шипунова The influence of various polymer coatings on the in vitro and in vivo properties of PLGA nanoparticles: Comprehensive study European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics (год публикации - 2024)
10.1016/j.ejpb.2024.114366

3. Котенкова Е.А., Котов А.А., Никитин М.П. Polysaccharide-Based Nanocarriers for Natural Antimicrobials: A Review Polymers (год публикации - 2025)
10.3390/polym17131750

4. Яковцева М.А., Куртова А.И., Меликов Р.О., Чернов Н.О., Сизиков А.А., Шипунова В.О., Никитин М.П. Magnetic metal–organic frameworks as an antisense delivery platform and their performance in a cell-free protein expression system Nanoscale (год публикации - 2025)
10.1039/D5NR00788G

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В ходе реализации 2-го года проекта, посвящённого разработке систем адресной доставки наноагентов в ткань миокарда в терапевтических целях, все запланированные в текущем году научные работы выполнены полностью, а также полностью достигнуты запланированные научные результаты. А именно, были исследованы магнитные свойства расширенной панели наночастиц, оптимальных по своим физико-химическим свойствам для нацеливания в сердце. Данная панель состояла из 11 наноагентов (как собственного изготовления, так и коммерческих наночастиц), включая, в том числе, магнитные наноагенты, ранее показавшие одни из наилучших результатов по накоплению в сердце. Показано, что магнитные свойства всех исследованных наночастиц достаточны для их количественного анализа в фармакокинетических экспериментах в органах и тканях лабораторных животных. Исследования цитотоксичности наноагентов на эукариотических клетках двумя независимыми методами показали отсутствие токсичного эффекта, что обуславливает их потенциал для безопасного применения в последующих экспериментах на животных. Сравнение результатов магнитометрических измерений кинетики циркуляции исследуемых в данном проекте наноагентов в кровотоке животных без и с использованием оригинальной технологии МФС-цитоблокады показало, что эта технология является действенным средством продления циркуляции данных наноагентов. Были получены количественные данные по биораспределению 11 различных наноагентов в организме здоровых лабораторных мышей, что позволило выявить наноагенты, которые при использовании МФС-цитоблокады показали высокую эффективность доставки в сердце на уровне, не уступающим верхнему эшелону современных решений, описанных в литературе в области кардиоваскулярного таргетинга, что подтверждает высокую эффективность разрабатываемой стратегии. По результатам реализации проекта опубликовано две статьи в Q1 журналах (4 статьи по правилам РНФ) при 3 статьях, обещанных в Соглашении в этом году, также полученные результаты были представлены в различных докладах на научных конференциях.

Публикации