Точечный удар по раку: в МАИ создают наночастицы для адресной терапии

Фото: Пресс-служба МАИ / Личный архив

Учёные Московского авиационного института разрабатывают наночастицы, способные избирательно уничтожать раковые клетки, не повреждая здоровые ткани. В основе технологии лежит явление ферроптоза: гибели опухолевой клетки при взаимодействии с токсичными молекулами, которые образуются в результате атаки клетки ионами железа. Цель проекта — создать основу для противоопухолевых препаратов нового поколения с точечным действием и минимальными побочными эффектами.

Проект был запущен в 2022 году при поддержке Российского научного фонда. Работу ведёт научная группа кафедры 903 «Перспективные материалы и технологии аэрокосмического назначения» МАИ в сотрудничестве с лабораториями экспериментальной патологии НИИ им. Склифосовского, фотобиологии Института биофизики Сибирского отделения РАН, металлополимеров Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН. С 2025 года к проекту присоединилась лаборатория «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ МИСИС.

— Впервые в России мы подошли к задаче комплексно. Мы синтезировали 36 вариантов наночастиц, меняя источники железа, типы его носителей и усиливающие добавки. Для каждого варианта провели серию анализов, в том числе активности и стабильности. Такой подход позволил выбрать наиболее эффективный состав, который сейчас проходит испытания на животных, — рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры 903 «Перспективные материалы и технологии аэрокосмического назначения» МАИ Любовь Бондаренко.

Технология сочетает сразу два подхода, которые могут быть реализованы отдельно друг от друга. Первый основан на магнитных свойствах наночастиц, за счёт которых они могут накапливаться в зоне опухоли под действием внешнего магнитного поля, что минимизирует их влияние на здоровые клетки. Второй подход заключается в активации наночастиц только при повышенном содержании в той или иной зоне перекиси водорода, что характерно для раковых клеток. В результате запускается цепь химических реакций, в ходе которых образуются свободные радикалы — высокотоксичные соединения, повреждающие мембраны и вызывающие гибель опухолевых клеток.

— Явление ферроптоза было описано в 2012 году, но его применение в терапевтических целях — всё ещё молодое направление. Мы усиливаем эффект за счёт модификации наночастиц соединениями, ускоряющими реакцию с перекисью водорода и усиливающими выработку свободных радикалов. Это позволяет повысить эффективность и точность воздействия, — уточняет Любовь Бондаренко.

За первые три года проекта была создана обширная экспериментальная база, для каждого образца проведено не менее 10 видов физико-химических исследований. На данный момент учёные оценивают фармакокинетику: как долго частицы сохраняются в организме, где накапливаются, не вредят ли здоровым органам и какое влияние оказывают на опухолевую ткань. В перспективе препараты, принцип действия которых будет основан на этой технологии, могут стать более щадящей и безопасной альтернативой классической химиотерапии.