Применение липосом в терапии рассеянного склероза

Действие лекарственного средства в большой степени определяется способом его введения в организм и лекарственной формой — состоянием, в котором оно при этом находится. От формы и способа введения зависят всасывание, распределение по тканям, выведение лекарств. Необходимость поддерживать концентрацию препарата в крови на определенном уровне учитывается при разработке лекарственных препаратов. В современной фармакологии применяется множество пролонгированных лекарственных форм (то есть форм длительного действия), как пероральных, так и инъекционных. Также фармакологи сталкиваются с проблемой адресной доставки веществ. Некоторые соединения важно доставить в определенный тип клеток (например, раковые), тогда как присутствие высоких концентраций в кровяном русле или других клетках может быть нежелательно или опасно.

Повысить стабильность лекарственного вещества в организме и обеспечить его адресную доставку можно при помощи липосом. Липосомы — это искусственные структуры, напоминающие клеточные везикулы. Липосома ограничена мембраной, которая, как и клеточная, состоит из двух слоев фосфолипидов. Дополнительные компоненты мембраны могут обеспечивать узнавание липосомы определенным типом клеток, то есть адресную доставку лекарственного вещества. Поскольку мембрана слабо проницаема или практически непроницаема для заключенного в нее соединения, при введении в виде липосом увеличивается его стабильность в организме и уменьшается нежелательное системное воздействие на организм. Липосомы могут применяться как носители как для водорастворимых веществ, которые включаются во внутреннюю полость, так и для жирорастворимых, которые транспортируются в составе мембраны. Кроме того, они могут использоваться для введения ДНК и РНК.

В качестве примера заболеваний, в терапии которых перспективно применение липосом, можно привести рассеянный склероз. Рассеянный склероз — аутоиммунное нейродегенеративное заболевание, при котором иммунная система атакует миелиновую оболочку отростков нейронов, вследствие чего возникают очаги воспаления в центральной нервной системе. В крови больных присутствуют антитела к компонентам миелина. Проведение нервного импульса в поврежденных волокнах нарушается, поэтому возникают проявления патологии ЦНС. Как правило, рассеянный склероз возникает в молодом возрасте. Слово «склероз» обозначает замещение клеток органа соединительной тканью, в данном случае это происходит в белом веществе ЦНС вследствие воспаления. Симптомы заболевания разнообразны — когнитивные нарушений разной тяжести, боли, мышечная слабость, спазмы, нарушения зрения, координации движений, проблемы с кишечником и выделительной системой. На сегодняшний день лекарства против рассеянного склероза не существует, однако некоторые средства могут облегчить течение заболевания.

При обострениях заболевания в качестве противовоспалительных средств применяются кортикостероиды. Вне обострений с той же целью используют интерфероны. Для снижения частоты обострений и ослабления тяжести течения болезни больным назначают препараты, модулирующие иммунный ответ. К специфическим средствам относится копаксон, или глатирамера ацетат, — случайный полимер из 4 аминокислот, часто встречающихся в составе основного белка миелина. Механизм его действия неизвестен, но считается, что терапевтический эффект может быть связан с активацией регуляторных Т-клеток. Помимо этого, для лечения применяются терифлуномид — соединение, подавляющее синтез пиримидинов de novo, митоксантрон — препарат, ингибирующий клеточное деление и также использующийся в химиотерапии раковых опухолей, натализумаб — антитела к α4-интегрину, одной из молекул клеточной адгезии. Натализумаб снижает способность лимфоцитов к миграции в ткани, в том числе через гематоэнцефалический барьер.

В лаборатории биокатализа ИБХ под руководством члена-корреспондента РАН, доктора химических наук А.Г. Габибова разрабатывается новый терапевтический подход к лечению рассеянного склероза — введение в составе липосом пептидов миелина, вызывающих у больного иммунный ответ, в виде липосом. В качестве модельной системы использовались животные, у которых искусственно вызывали аутоиммунную реакцию на белки миелиновой оболочки. В результате возникали неврологические симптомы, подобные тем, что наблюдаются у больных рассеянным склерозом. Выраженность симптомов уменьшалась у экспериментальных животных, получавших липосомы с пептидами, но не изменялась в группах животных, получавших пептиды, не упакованные в липосомы, либо «пустые» липосомы. Препарат «Миелоксен», созданный на основе полученных результатов, в настоящее время проходит клиническую апробацию (фаза I). Данное исследование, а также запущенные клинические испытания осуществляются в сотрудничестве с компанией «Фармсинтез». Кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории биокатализа А.А. Белогуров так комментирует текущее состояние исследований в данной области и клинические перспективы: «Исследования продолжаются, препарат „Миелоксен“, созданный на основе полученных результатов, проходит клиническую апробацию (Фаза I). Данное исследование, а также запущенные клинические испытания осуществляются совместно нами и компанией „Фармсинтез“».

Для лечения были выбраны пептиды из тех частей белка MBP, к которым образуются антитела в организме больных РС. Для получения липосом использовались маннозилированные фосфолипиды. За счет остатков маннозы липосомы эндоцитируются преимущественно антиген-представляющими клетками, то есть достигается адресная доставка действующего вещества. В результате, как предполагается, происходит активация регуляторных T-лимфоцитов фенотипа CD4+ CD25+ Foxp3+, которые супрессируют аутореактивные лимфоциты. У животных, получавших липосомы c пептидами MBP, наблюдается уменьшение выраженности нейрологических симптомов энцефалопатии, титра аутоантител в крови и концентрации медиаторов воспаления в ЦНС. При этом в ЦНС возрастает концентрация фактора BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor), противодействующего деградации нейронов и необходимого для регенерации их отростков и синапсов.

Задача компании Visual Science состояла в том, чтобы показать стадии синтеза и сборки липосом, содержащих лекарственный препарат. Для этого были созданы 3D-модели мембраны, отражающие ее фосфолипидный состав, включая маннозилирование, и модели пептидов основного белка миелина, которые были упакованы в липосомы. Иллюстрации ориентированы на специалистов и были использованы в научной публикации результатов работы в FASEB Journal (для публикации изображения были адаптированы заказчиком).