Ученые Монреальского университета (Канада) разработали новую систему доставки лекарств против рака на основе ДНК. Молекулярные нанотранспортеры, которые вдохновлены белковыми переносчиками, могут быть запрограммированы для оптимального терапевтического воздействия на целевые ткани и органы. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Большинство лекарств подвергается быстрой деградации или выведению из организма, что вынуждает пациентов принимать многократные дозы через равные промежутки времени. Обычно это приводит к несоблюдению режима лечения и увеличению риска госпитализации. Для решения этой проблемы были разработаны кинетически программируемые системы доставки лекарств (DDS), которые представляют собой постепенно разрушаемые полимерные матрицы, высвобождающие содержащиеся в них лекарства. В новой работе исследователи применили принцип Ле Шателье, который заключается в том, что какая-либо система изменяет свое поведение в ответ на воздействие таким образом, чтобы уменьшить это воздействие. В отношении DDS это означает, что системы доставки должны регулировать скорость высвобождения препарата в ответ на изменение концентрации этого препарата в окружающих тканях. Такие DDS называются программируемыми буферами. Ученые сконструировали две искусственные молекулы ДНК, которые являются аптамерами, то есть способны связываться с определенными веществами. Одна молекула связывалась с противомалярийным препаратом хинином, а другая — с доксорубицином, химиотерапевтическим препаратом для лечения рака молочной железы и лейкемии. При этом от структуры ДНК-переносчиков зависело сродство с препаратом и химический показатель, называемый константой диссоциации, определяющий концентрацию высвобожденного лекарства. Эксперименты на мышах показали, что доксорубицин, введенный вместе с молекулярными буферами, оставался в кровотоке гораздо дольше, чем свободный препарат, и даже через два часа его концентрация в крови достигала от одного до семи процентов. Напротив, почти весь свободный доксорубицин выходил из кровотока уже через пять минут, а через два часа от него не оставалось ни следа. Буферы предотвращали резкий скачок концентрации препарата в органах после инъекции. Различные модификации буферов позволяли удерживать лекарство в кровеносной системе, предотвращая его распределение в другие части организма. Также DDS снижали выраженной побочных реакций от химиотерапии. По словам авторов исследования, высокая программируемость молекул ДНК и белков делает возможным разработку буферных транспортеров для точной доставки широкого спектра терапевтических молекул.