Белок молочной сыворотки повысит эффективность микрогелей в урологии

В большинстве случаев острый цистит, вызванный кишечной палочкой, лечат антибактериальными препаратами в форме таблеток. Однако при хронических инфекциях мочевого пузыря такая терапия малоэффективна из-за того, что антибиотики плохо проникают в глубокие слои внутренней стенки пораженного органа. Другими словами, при приеме таблеток невозможно достичь необходимой концентрации антибиотиков в полости мочевого пузыря, чтобы убить постоянно размножающиеся бактерии, провоцирующие воспаление. Увеличение дозировки лекарств в таблетках создает риск передозировки, отравления и появления большого количества побочных эффектов на здоровых органах. В таком случае введение антибактериальных препаратов непосредственно в полость мочевого пузыря с помощью катетера позволяет использовать намного большую дозу лекарства за счет местного воздействия и отсутствия какого-либо влияния на другие органы и организм в целом. Но из-за постоянного накопления мочи в мочевом пузыре лекарственные препараты, вводимые в его полость, быстро вымываются, в результате чего и такая терапия не всегда оказывается эффективной. Решить эту проблему позволят системы доставки, обладающие высокими мукоадгезивными свойствами, то есть способные закрепляться на стенках органа на продолжительное время.

Группа ученых из Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского (Саратов) совместно с учеными из Центра нейробиологии и реабилитации мозга имени Владимира Зельмана Сколковского института науки и технологий (Москва) и Центра фотонных технологий и инженерных систем Сколковского института науки и технологий (Москва) разработала методику синтеза эмульсионных микрогелей, которые способны удерживаться на слизистой оболочке мочевого пузыря в течение продолжительного времени.

Основным компонентом для создания эмульсионных микрогелей стал протеин молочной сыворотки. Этот белок образуется в качестве побочного продукта при производстве сыра и служит биологически активной добавкой, употребляемой в пищу. Полученные на его основе микрогели имели эмульсионную природу «масло-в-воде», где молекулы белка создавали своеобразную оболочку на поверхности микрокапель масла. Сочетание масляной фазы и белковой оболочки позволяет поместить в такие носители широкий спектр препаратов, включая жиро- и водорастворимые лекарства. Доступность для организма и относительная дешевизна исходных компонентов открывает новые возможности использования эмульсионных микрогелей в медицинской промышленности в качестве систем адресной доставки.

Образование микрогелей на поверхности микрокапель масла происходит под воздействием температуры. Такие гидрогелевые трехмерные сети способны хорошо закрепляться на слизистых оболочках, что было показано в экспериментах на тканях мочевого пузыря. Кроме того, в экспериментах с животными авторы выяснили, что доставка флуоресцентно меченных микрогелей в мочевой пузырь с помощью катетера позволяет накапливать в 10 раз больший флуоресцентный сигнал по сравнению с внутривенной инъекцией и сохранять его внутри органа в течение суток после введения. Таким образом, предложенный подход позволит снизить количество повторов болезненной процедуры, сроки проведения терапии и улучшить качество жизни пациентов с хроническими инфекциями мочевого пузыря.

«Наш подход может лечь в основу новых мукоадгезивных систем доставки лекарственных средств, позволяя увеличить эффективность терапии заболеваний мочевыделительной системы. В дальнейшем мы планируем изучить возможность терапии раковых заболеваний мочевого пузыря, а также эффективность терапии острого хронического цистита с помощью микрогелей, содержащих одновременно антибактериальные препараты и гиалуроновую кислоту, необходимую для восстановления слизистой мочевого пузыря», — рассказывает Оксана Майорова, руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Саратовского государственного университета.