Предложено оригинальное средство доставки гидрофобных лекарственных средств
Ученые из Университета Райса (Техас, США) создали* гидрогель из пептидов, которые назвали «редкозубыми»: пептиды похожи на челюсти, лишенные некоторых зубов – в этих просветах и удерживаются гидрофобные молекулы, которые необходимо доставить в тот или иной орган человека. Гель нагружают лекарством и вводят в организм, где он постепенно высвобождает активные молекулы.
Пептидные гидрогели – «конек» лаборатории биоинженерии Джеффри Хэртджеринка (Jeffrey D. Hartgerink). За последние годы ученые представили гидрогели, предназначенные для заживления ран и улучшения роста тканей. Мы писали об одном из достижений лаборатории в статье Что остановит кровотечение за секунды?
Теперь же Хэртджеринк и его коллеги поставили перед собой задачу обеспечить доставку к органам-мишеням нерастворимых в воде лекарственных молекул, склонных к агрегации. С такими соединениями всегда сложно работать. Если водорастворимое вещество можно просто ввести в кровоток, то с нерастворимыми всегда много проблем. Для того чтобы гидрогель мог «принять» гидрофобное вещество, Хартджеринк и его коллеги модифицировали структуру волокон, из которых он построен. Они синтезировали пептиды, в которых чередуются гидрофильные и гидрофобные аминокислоты. При смешивании этих пептидных волокон с гидрофобными молекулами лекарств в водной среде, волокна «складываются» в структуру, похожую на челюсть с зубами, «захватывая» лекарство в гидрофобные полости между «зубами» (см. рис рядом с заголовком статьи: красным цветом отмечены гидрофобные остатки аминокислот, синим – гидрофильные, желтым – молекула лекарства в гидрофобном кармане).
Гидрогель из пептидных обладает свойством тиксотропности – он разжижается от механического воздействия и вновь сгущается в состоянии покоя. Это означает, что при введении в организм через инъекционную иглу гель становится жидким, а затем в организме вновь приобретает прежнюю структуру. Гидрофобное лекарство «сидит» в гидрофобных карманах волокон гидрогеля вплоть до высвобождения. Ученые уже тестировали гидрогель как средство доставки противораковых и противовоспалительных препаратов, а также антибиотиков.
Джеффри Хэртджеринк подчеркивает, что «редкозубый» гидрогель вполне универсален: он может быть использован для одновременной доставки и гидрофобных, и гидрофильных лекарственных средств в органы мишени.
* Li I-Che , Moore AN, Hartgerink JD.“Missing Tooth” Multidomain Peptide Nanofibers for Delivery of Small Molecule Drugs. Biomacromolecules, 2016; DOI: 10.1021/acs.biomac.6b00309
