10.06.2022
Российские ученые создали систему доставки противогрибковых веществ в волосяные фолликулы, что поможет бороться с грибковой инфекцией кожи. Разработка представляет собой частицы минерала ватерита с полимерным покрытием, постепенно деградирующие в коже и медленно высвобождающие загруженный в них препарат — в результате лекарство можно применять реже, и риски побочных эффектов снижаются. В рамках работы авторы также предложили местную (топическую) форму популярного препарата гризеофульвина, который ранее существовал только в пероральных формах. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Biomaterials Science.
Около четверти населения планеты страдает от дерматомикозов — грибковых кожных заболеваний. Для борьбы с ними существует множество лекарств, которые можно применять системно, то есть перорально в виде таблеток, или топически, нанося непосредственно на кожу в местах поражения. В последнем случае препараты вызывают меньше побочных эффектов, но не так результативны при обширных и тяжелых случаях заболевания. Зачастую это объясняется их способностью накапливаться только в поверхностном слое кожи, а потому в более глубокое место непосредственного действия попадает не так много молекул. Кроме того, для некоторых лекарств, например, для гризеофульвина, на рынке не существует топических форм, хотя в пероральной они эффективны. Это объясняется низкой растворимостью в воде и спиртах, ограничивающей в том числе кожную биодоступность. Поэтому исследователи ищут пути доставки антимикотиков — противогрибковых препаратов — в разные слои кожи, учитывая отличия в их свойствах.
Ученые из Саратовского государственного университета (Саратов) создали специальный контейнер размером в один микрон из ватерита — минерала, являющегося одной из полиморфных модификаций карбоната кальция. Он выбран в качестве матрицы из-за низкой стоимости, биосовместимости и способности к биоразложению. На поверхности полученных частиц были сформированы многослойные покрытия разного состава из полиаргинина, сульфата декстрана и/или гепарина. В результате получилось несколько типов носителей с разной оболочкой.
Сначала ученые исследовали свойства полученной конструкции — ватеритного контейнера — in vitro в средах, имитирующих биологические жидкости. Авторы наблюдали за динамикой разложения ватеритной матрицы и тем, как гризеофульвин высвобождается из нее. С помощью электронного микроскопа они выяснили, что контейнеры с двумя слоями полиаргинина и двумя — сульфата декстрана, покрытые еще слоем гепарина, дольше сохраняли свою структуру. Такая пятислойная оболочка является оптимальной для получения стабильного носителя. Этот тип покрытия позволяет высвобождать 38% загруженного гризеофульвина в течение пяти дней, тогда как контейнер, состоящий только из карбоната кальция, высвобождает более 50% препарата в течение первых суток. Исходя из этого, ученые сделали вывод, что многослойная оболочка продлевает высвобождение препарата и, таким образом, способна обеспечить его пролонгированное действие.
Разработанная система доставки лекарств была протестирована и на лабораторных крысах: животным наносили на кожу суспензию частиц с препаратом. Оказалось, что оба типа носителей (как покрытые оболочкой, так без нее) глубоко проникали в волосяные фолликулы и обильно заполняли их. Это гарантировало эффективную доставку и накопление антимикотика в коже. Далее в течение 10 дней сравнивались профили выведения гризеофульвина с мочой у крыс. Из результатов стало ясно, что при применении разработанной местной формы гризеофульвин оставался в организме дольше, чем при его использовании в свободном виде. Кроме того, покрытие контейнеров многослойной оболочкой вновь обеспечило пролонгированное высвобождение препарата: в результате он находился в организме животных более недели. Необходимо отметить, что во время эксперимента крысы чувствовали себя хорошо, а их физиологические показатели сохранялись в норме.
«Предложенная нами система доставки повышает кожную биодоступность противогрибкового препарата, тем самым открывая перспективы улучшения его терапевтической эффективности и снижения вероятности рецидива заболевания. Покрытие контейнеров полимерной оболочкой, продлевающей его высвобождение, позволит снизить частоту применения и риск передозировки при неправильном следовании инструкции. Кроме того, использование ватеритных частиц позволило нам предложить перспективную местную форму для гризеофульвина, представленного в данный момент на фармакологическом рынке исключительно в виде пероральных продуктов. Применение новой формы обеспечивает локализацию антимикотика в целевой области, уменьшая системные побочные эффекты. Важно отметить, что такую систему можно адаптировать и для других нерастворимых в воде препаратов», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Юлия Свенская, старший научный сотрудник лаборатории «Дистанционно управляемые системы для тераностики» Научного медицинского центра Саратовского государственного университета.
Рисунок 1. Лабораторная крыса во время исследования работы системы доставки лекарств в живом организме. Автор: Ольга Горячева
Пресс-служба Российского научного фонда
