Куркума на страже здоровья: российские ученые создают нанолекарства из пряности
Российские ученые научились создавать нанолекарства из куркумы. Исследователи из Пущино нашли способ безопасного соединения куркумина с наночастицами церия. Разработка открывает путь к новым противовоспалительным препаратам.
Золотистый порошок, без которого не обходится приготовление карри, тысячелетиями ценился в восточной медицине как природный целитель. Но лишь сейчас российские биофизики вплотную приблизились к тому, чтобы превратить обычную кухонную пряность в высокотехнологичное оружие против воспалений и, возможно, рака. Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино нашли способ «подружить» активное вещество куркумы с наночастицами церия, решив главную проблему, которая десятилетиями мешала созданию эффективных лекарств на ее основе.
Загадка куркумина: почему пряность в лечении бессильна одна
Куркумин — биологически активный компонент корня Curcuma longa — давно привлекает внимание исследователей по всему миру. Его противовоспалительные и антиоксидантные свойства впечатляют: он способен тормозить синтез эйкозаноидов — веществ, запускающих воспалительные процессы в организме, и даже проявлять противоопухолевую активность. Казалось бы, вот оно — идеальное лекарство, подаренное самой природой.
Также читайте: Три специи, способствующие замедлению старения: взгляд ученых из США
Но у медали есть обратная сторона. Куркумин крайне плохо растворяется в воде, нестабилен в физиологических условиях организма и быстро из него выводится, едва успев начать свою полезную миссию. Из-за низкой биодоступности его терапевтический потенциал долгое время оставался нереализованной мечтой фармакологов. Нужен был «перевозчик», который доставит капризное вещество точно по адресу — в очаг воспаления.
Наноцерий приходит на помощь куркуме
В Пущино нашли этого помощника. Им стали наночастицы диоксида церия, или, как их называют ученые, наноцерий. Этот материал давно изучают в лаборатории тераностики и ядерной медицины ИТЭБ РАН благодаря его уникальным ферментоподобным свойствам. Наноцерий способен выполнять функции природных оксидоредуктаз — ферментов, защищающих клетки от окислительного стресса.
Исследователи создали стабильный наноконъюгат — соединение наночастиц диоксида церия и куркумина, стабилизированное поливинилпирролидоном. Технология оказалась настолько удачной, что коллектив уже получил патент РФ № 2 851 851. Но главное открытие ждало ученых впереди, когда они начали эксперименты на живых клетках.
Золотая середина: почему важно не переборщить с куркумой
В ходе экспериментов биофизики протестировали несколько комбинаций наноконъюгата с разной концентрацией куркумина на трех типах человеческих клеток: кератиноцитах кожи, мезенхимальных стволовых клетках и фибробластах. Результаты оказались поучительными: выяснилось, что существует пороговая концентрация, за которой друг превращается во врага.
Учёные отметили, что при превышении установленной концентрации куркумин формирует самостоятельные наноагрегаты отдельно от основного комплекса. Такие обособленные частицы проявляют выраженное цитотоксическое воздействие на клеточные структуры.
Расчет показателя IC50 (концентрации, снижающей жизнеспособность клеток наполовину) подтвердил: избыток куркумина обуславливает цитотоксичность. При этом сами наночастицы диоксида церия проявили высокую биосовместимость, а свободный куркумин без «защитника» оказался наиболее токсичным. Ученые нашли ту самую золотую середину, при которой полезные свойства раскрываются максимально, а вред исключается.
От теории к практике: победа над псориазом и не только с помощью куркумина
Новые исследования создают предпосылки для разработки инновационных лекарственных препаратов. Руководитель лаборатории Антон Попов утверждает, что объединение антиоксидантных и противовоспалительных качеств наночастиц церия и куркумина открывает возможности не только для изготовления лечебных растворов против воспалительных процессов, но также для улучшения характеристик биоматериалов, применяемых в производстве медицинской продукции.
«Задача заключается в том, чтобы куркумин связать с наночастицами и в такой связке доставить в область воспаления, — объясняет Чукавин. — Придумать препарат на основе нестероидных компонентов, который по эффективности был бы сопоставим с существующими, но безопасен и не имел бы ограничений».
Особые надежды разработка внушает дерматологам. Младший научный сотрудник Никита Чукавин, ранее получавший президентскую стипендию для стажировки в Китае, работает над созданием препарата для местной терапии псориаза на основе той же комбинации. Это распространенное аутоиммунное заболевание поражает около 3% населения, и существующие методы лечения зачастую имеют серьезные побочные эффекты.
Лекарство из куркумы для миллиардов доз
Особенно радует тот факт, что новая технология экономически выгодна. Сырье, используемое для производства наночастиц оксида церия, и сам куркумин отличаются низкой стоимостью. Эффективные концентрации рабочей смеси составляют всего лишь микромоли, следовательно, незначительные объёмы синтезированного материала способны обеспечить огромное количество препаратов — миллиарды доз.
Исследования наноконъюгатов куркумина и наноцерия продолжаются не только в Пущино, но и в кооперации с другими научными центрами. Например, ученые из РХТУ имени Менделеева совместно с пущинскими коллегами разрабатывают наноэмульсии на основе углеводородного масла, модифицированные теми же компонентами. Эксперименты на мышиных эмбриональных фибробластах уже подтвердили: при правильных концентрациях новые формулы не токсичны и могут использоваться для передовых биомедицинских применений.
Пока пряность остается на кухнях — приправлять супы и вторые блюда. Но скоро, благодаря усилиям российских биофизиков, она может перекочевать в аптечки как полноценное лекарство нового поколения. Древняя мудрость восточных целителей обретает вторую жизнь в нанотехнологиях XXI века.
Ранее на сайте «Пронедра» писали: Какими травами можно разжижать кровь и какие существуют специи для разжижения крови?
