Клиническая фармакология. 
Нанотехнологии в медицине

Фармакогенетика. Предмет и методы фармако-генетических исследований можно представить как выяснение роли наследственных особенностей биохимических процессов, опосредующих фармакодинамику и фармакокинетику лекарственных препаратов в формировании их индивидуальных эффектов (С.Б. Середенин, 2004). Все ступени фармакокинетического процесса осуществляются с помощью специфических и неспецифических ферментов, которые, несомненно, контролируются генетически.

Фармакокинетика. Одной из серьезных проблем в современной медицине является доставка лекарств в определенное место организма в строго определенных дозах. Ученые-нанотехнологи ведут поиски материалов, которые помогли бы решить эту задачу.

В лаборатории структуры и регуляции ферментов Института молекулярной биологии и биохимии им. М. А. Айтхожина разработаны универсальные нанокапсулы из фосфатидилинозита и созданы трансдермальные формы, включающие это новое средство доставки лекарственных веществ. Действие препарата, заключенного в нанокапсулу, продолжительнее и нацелено исключительно на определенный орган или ткань. При этом существенно улучшается биодоступность препарата, что обусловливает его высокую терапевтическую эффективность при меньших дозировках.

В настоящее время существенное внимание уделяется фосфолипидным наночастицам [10]. Фосфолипидные наносистемы применяются для введения лекарственных соединений и вакцин. Одним из способов создания лекарственных средств нового поколения стало снабжение их системами доставки, обеспечивающими пролонгированное поступление лекарственных веществ в определенные органы и клетки-мишени, а также улучшение фармакологических свойств препарата. Разработанные системы доставки лекарств используются практически во всех областях медицины — в эндокринологии, пульмонологии, кардиологии, онкологии и т. д. Разработка технологии и создание лекарственных препаратов на основе фосфолипидных наночастиц позволит организовать выпуск отечественных препаратов нового поколения, снабженных средствами неселективного транспорта (доксорубицин, метотрексат, рибавирин и др.) или направленного рецепторно-опосредованного транспорта (РЖД-блео-мицин), действие которого основано на селективном сродстве к рецепторам метастазирующих клеток. Их эффективность более чем в 2 раза превышает таковую для обычных форм.

Микродатчики, соединенные с наноустройствами доставки, обеспечивают поступление точно заданных количеств препаратов с учетом их функциональной токсичности. Дальнейшее уменьшение размеров частиц-носителей и разработка способов присоединения к таким частицам лигандов направленного действия поможет доставлять лекарственные препараты к определенным тканям. Эти частицы могут быть использованы в исследованиях фундаментальных биологических процессов на клеточном уровне.

Биочипы позволяют значительно ускорить испытание лекарственных препаратов. Созданная компанией MOTOROLA биоэлектронная микросхема eSensor позволяет сократить время, проходящее между разработкой лекарственного препарата и его внедрением в широкую медицинскую практику. Данная разработка делает возможным быстрое определение генетической предрасположенности пациента к излечению исследуемым препаратом. Таким образом, из исследования исключаются люди, чьи гены неадекватно реагируют на новое лекарственное средство, тем самым включая в дальнейшее, более дорогостоящее исследование тех, кто гарантированно излечится.

Бельгийские ученые из Университета Гента и Католического университета Лувьена создали «самовзрывающиеся» микрокапсулы, которые помогут точно доставлять лекарства в теле человека. При этом высвобождение лекарств может происходить через недели, и даже месяцы после инъекции. Созданные микрокапсулы отличаются от других, которые освобождают лекарство под действием ультразвуковых волн или каких-либо других внешних воздействий. Каждая из микрочастиц имеет разрушающееся в биологической среде ядро, окруженное липидной мембраной. По мере модификации геля давление на мембрану возрастает. В конечном итоге микрокапсула разрывается, и лекарственный препарат выходит наружу.

Современная наука трансформировала имевшиеся подходы к индивидуальной оценке эффектов лекарств, рассматривая каждого человека как биохимическую индивидуальность.

Фармакодинамика. В связи с тем, что предполагается использование очень малого количества лекарственного вещества с помощью «адресной» доставки, эти вопросы требуют глубокого изучения. Кроме того, открытым остается вопрос о токсичности новых лекарственных средств, созданных с использованием нанотехнологий.

Японская компания Matsushita Electric разработала принципиально новую технологию испытаний лекарств без апробирования на человеке или животных. Средой для тестирования новых лекарственных препаратов послужит кремниевая подложка с 5-микронными ячейками, в которые помещаются исследуемые клетки. Действие препаратов будет определяться по электрическим сигналам, снимаемым с этих клеток. С помощью новой технологии, названной Drugmining, можно будет производить до 100 тыс. проб в день.

Роберт Фрейтас опубликовал доклад об исследованиях биосовместимости алмазных поверхностей и частиц с живыми клетками с целью использования их при создании нанороботов, искусственных органов и ортопедических протезов с алмазным покрытием.

В будущем планируется создать молекулярных роботов-врачей, которые будут находиться внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения или предотвращая возникновение таковых, включая повреждения генетические.