Африканские учёные разработали наноразмерную систему доставки лекарств для лечения перикардита — лекарственно-устойчивой и смертоносной формы туберкулёза (ТБ). Система учёных способна преодолеть защитную мембрану сердца — барьер, который стандартные антибиотики не могут преодолеть для оказания терапевтического эффекта.
Прорыв от Wits Advanced Drug Delivery Platform (WADDP)
Этот прорыв от Wits Advanced Drug Delivery Platform (WADDP) произошёл в критический момент: поскольку всё больше инфекций становятся устойчивыми к множеству антибиотиков, проблема устойчивости к противомикробным препаратам (УПП) быстро нарастает. Статья опубликована в журнале Molecules.
Стратегия WADDP заключается в создании точных наноразмерных систем доставки лекарств, которые позволяют существующим лекарствам достигать нужных тканей, оставаться там дольше, действовать более эффективно и избегать токсичности.
ТБ-перикардит имеет один из самых высоких показателей смертности среди всех форм ТБ, потому что антибиотики не могут достичь места инфекции.
Профессор Яхья Чунаара, директор WADDP, говорит: «Создав наносистему, которая пересекает перикард и доставляет бедаквилин [препарат первой линии для лечения лекарственно-устойчивого и чрезвычайно лекарственно-устойчивого ТБ] непосредственно к инфицированным иммунным клеткам, мы открываем путь к лечению состояния, которое долгое время считалось практически неизлечимым».
Бедаквилин и наночастицы
Бедаквилин — это препарат, который обычно трудно доставить в защищённые места, такие как сердце. Проникновение его через эту непроницаемую мембрану — значительный шаг вперёд. Это означает, что врачи однажды смогут вводить препарат непосредственно в перикардиальное пространство, достигая гораздо более высоких локальных концентраций, меньшего количества побочных эффектов и, возможно, гораздо меньшего количества доз.
Борьба с устойчивостью к антибиотикам
Устойчивость к антибиотикам убивает больше людей каждый год, чем ВИЧ/СПИД и малярия вместе взятые. Почти пять миллионов смертей были связаны с лекарственно-устойчивыми инфекциями в 2019 году, и глобальное экономическое моделирование Всемирного банка предполагает, что мир может столкнуться с финансовыми потерями, эквивалентными повторению мирового финансового кризиса 2008 года ежегодно к 2050 году, если не будут приняты меры.
ТБ является одним из основных факторов, способствующих смертности, связанной с УПП. Традиционные подходы, основанные исключительно на новых антибиотиках, не могут идти в ногу со скоростью бактериальной адаптации.
Наночастицы для доставки лекарств
Вместо того чтобы полагаться на всё более сильные антибиотики, разработка которых занимает десять лет и более, WADDP создала крошечную наночастицу размером 100–200 нм из двух природных полимеров, COS и маннана. COS помогает частице проникать через плотные слои клеток перикарда, а маннан направляет её непосредственно к макрофагам. Макрофаги — это иммунные клетки, в которых бактерии туберкулёза прячутся и размножаются.
Внутри этой частицы бедаквилин надёжно упакован и медленно высвобождается после попадания в клетку, позволяя препарату действовать именно там, где это необходимо, и гораздо дольше.
В лабораторных исследованиях, проведённых на перикарде как свиней, так и человека, наночастица работала одинаково для всех типов тканей. «Это важный признак того, что это может быть переведено в реальное клиническое применение. Частицы перемещали бедаквилин устойчиво через мембрану, не повреждая и не ослабляя ткань», — говорит Чунаара.
Этот прорыв в лечении ТБ, связанного с сердцем, является частью более широкой волны наномедицины ТБ, разрабатываемой WADDP. Команда также разрабатывает наночастицы полидопамина (PDA) — новый тип крошечных носителей, предназначенных для решения проблем, с которыми не могут справиться обычные лекарства от ТБ.
Перспективы
Эти частицы могут одновременно переносить несколько типов полезных нагрузок, включая визуализирующие агенты и молекулы, повышающие иммунитет. Это означает, что однажды они могут помочь врачам как увидеть, так и лечить ТБ более точно, снижая токсичность и улучшая приверженность пациентов к лечению.
«Если бедаквилин можно вводить интраперикардиально в устойчивых, низкочастотных дозах, это может стать основой для лечения других труднодоступных инфекций, от лимфатического ТБ до поражения центральной нервной системы», — говорит Чунаара.
Работа WADDP имеет глобальное значение, поскольку сосредоточена на заболеваниях и анатомических проблемах, которые непропорционально затрагивают страны с низким и средним уровнем дохода. ТБ-перикардит, например, имеет высокую распространённость в южной Африке из-за сопутствующей ВИЧ-инфекции и поздней диагностики.