В перспективе эти частицы могут служить для адресной доставки лекарств в поражённые органы и ткани человеческого тела. Кроме того, учёными проводятся исследования по оценке возможности использования подобных наночастиц в терапии железодефицитной анемии у животных.
Наночастицы, о которых рассказали исследователи, были получены в лабораторных условиях благодаря особой бактериальной культуре. Узнав о способности этих микроорганизмов производить «наножелезо», специалисты решили проверить, как поведут себя новые частицы, попав в организм человека или животного.
«Наночастицы ферргидрита привлекательны ввиду их биогенного (природного) происхождения. Они являются побочным продуктом жизнедеятельности бактерий Klebsiella oxytoca. Полученные частицы обладают магнитным свойствами, поэтому нам стало интересно, смогут ли они решать задачи, связанные с медициной, — например, доставлять в больной орган лекарства, если их туда направит магнит. Но прежде чем доверять им важные миссии, нужно убедиться в безопасности нового материала для живых организмов. Понять, насколько потенциальные „помощники“ биосовместимы и нетоксичны», — рассказала соавтор исследования, профессор кафедры биофизики и кафедры медико-биологических основ физической культуры и оздоровительных технологий Оксана Коленчукова.
Наночастицы ферргидрита в различных концентрациях поместили в живые клетки, выделенные из крови 29 условно здоровых доноров. Затем изучили функциональную активность этих клеток — фагоцитов, нейтрофилов, моноцитов и эозинофилов, как в обычном состоянии, так и в «нагруженном» наночастицами.
«Представьте различные сосуды, в один из которых вы добавили, скажем, щепотку соли, в другой — чайную ложку, в третий — столовую и так далее. Мы изучали состояние клеток крови „без всего“, а затем — с „насыщением“ в виде частиц ферргидрита в разной концентрации. Причём фиксировали состояние клеток как моментально — сразу после добавления наночастиц, так и отсрочено — после их инкубации. Также удалось выяснить время, за которое наночастицы инкубируются в эти клетки», — продолжила исследователь.
В результате эксперимента учёные выяснили, что в определённых концентрациях наночастицы ферргидрита подавляют нормальное функционирование клеток крови, а в каких-то, напротив, его стимулируют.
«Самое вероятное применение изученных наночастиц — это сделать их „курьерами“, доставляющими сильнодействующие лекарства адресно в пострадавший орган, минуя здоровые органы и ткани человека, не раздражая желудочно-кишечный тракт, чем грешат многие медикаменты. Но есть ещё одна интересная, на наш взгляд, цель. Всё же мы говорим о частицах железа — возможно, они помогут решать проблему железодефицитных анемий у животных. Такие эксперименты уже проводятся, ведь от анемий различного происхождения страдают не только люди. Эта проблема затрагивает также домашнюю птицу, крупный рогатый скот, и её решение может улучшить производительность животноводческих комплексов и фермерских хозяйств», — отметила Оксана Коленчукова.
Сообщается, что исследование выполнено на базе лаборатории экстремальных состояний организма Института физики СО РАН под руководством доктора физ.-мат. наук, профессора кафедры общей физики Сибирского федерального университета Сергея Столяра и лаборатории молекулярной клеточной физиологии и патологии Научно-исследовательского института медицинских проблем севера КНЦ СО РАН.