Разработка фундаментальных основ создания и практического применения в биологии и медицине гибридных мультифункциональных наноразмерных структур на основе магнитных наночастиц

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-75-10150

НазваниеРазработка фундаментальных основ создания и практического применения в биологии и медицине гибридных мультифункциональных наноразмерных структур на основе магнитных наночастиц

Руководитель Бычкова Анна Владимировна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук , г Москва

Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-109 - Клиническая лабораторная диагностика и нанотехнологии в медицине

Ключевые слова магнитные наночастицы, сывороточный альбумин, соматостатин, октреотид, фолиевая кислота, биовектор, биосовместимость, адресная доставка, лекарственное вещество, противоопухолевая активность, гемцитабин, тераностика

Код ГРНТИ31.27.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на создание гибридных систем для нацеленного транспорта к клеткам-мишеням, в том числе, с целью доставки лекарственных веществ, на базе развитых научных представлений о поведении магнитных наночастиц (МНЧ), способах неспецифического и специфического узнавания наносистем при наличии на их поверхности соответствующих векторов. Магнитные наночастицы в составе систем создают предпосылки для магнитоуправляемости, определяемой размером и количеством частиц, и делают возможным совмещение принципов терапии и диагностики, биовекторы – реализацию активной стратегии доставки систем в биологические мишени и рецептор-опосредованный эндоцитоз, а применение сывороточного альбумина создаст возможность транспорта широкого спектра лекарственных веществ (ЛВ) при одновременном преодолении нежелательной адсорбции на нем компонентов крови. Впервые работы по закреплению биовекторов (октреотида и фолиевой кислоты) на поверхности магнитных наночастиц и транспорту ЛВ будут осуществлены в отношении покрытия из сывороточного альбумина, сшитого по свободнорадикальному механизму по методикам, разработанным членами коллектива. Будут проведены работы по закреплению на поверхности МНЧ антител. Впервые в отношении систем состава «МНЧ+ЧСА+биовектор», предназначенных для транспорта ЛВ, будут проведены первичные исследования устойчивости и инертности функционального слоя к действию белков, имеющих высокое содержание в крови (фибриногена и иммуноглобулина G), также будет оценен состав их белковой короны; проводимые исследования будут нести как прогностическую функцию о поведении систем в организме и возможности их связывания с рецепторами в организме, так и способствовать появлению новых знаний о поверхности раздела нано-био. Будет исследована возможность когличественной оценки связывания гибридных систем с клетками по изменению их магнитоуправляемости. Возможность транспорта ЛВ будет исследована на примерах таких препаратов как гемцитабин, таксол (паклитаксел) и таксотер (доцетаксел), а также новых соединений стероидного ряда, ориентированных на терапию рака предстательной и поджелудочной железы. Впервые полученные системы будут исследованы на моделях рака предстательной и поджелудочной железы, рака яичника, меланомы in vivo с целью получения данных об их биораспределении, накоплении в опухолях, терапевтическом действии и выведении из организма. Впервые будет оценена возможность использования такого подхода для терапии рака предстательной и поджелудочной железы.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Абдуллина М.И., Горобец М.Г., Мотякин М.В., Муранов К.О., Лопухова М.В., Бычкова А.В. Изучение влияния окислительной модификации сывороточного альбумина на устойчивость белкового покрытия на поверхности наночастиц IV школа-конференция для молодых ученых «Супрамолекулярные стратегии в химии, биологии и медицине: фундаментальные проблемы и перспективы» (с международным участием) Казань, 3-6 октября 2022 г., с. 59 (год публикации - 2022)

2. Абдуллина М.И., Мотякин М.В.,Важенкова Е.Е., Каспаров В.В., А.В. Бычкова В.В. Влияние окислительной модификации на устойчивость покрытия из сывороточного альбумина на поверхности наночастиц магнетита XXII Ежегодная молодежная конференция c международным участием ИБХФ РАН-ВУЗы, C. 1-3 (год публикации - 2022)

3. Горобец М.Г., Мурадова А.Г., Шарапаев А.И., Лопухова М.В., Бычкова А.В. Детекция белков "белковой короны" на поверхности магнитных наночастиц Труды XXII Ежегодной международной молодежной конференции "Биохимическая физика" ИБХФ РАН-ВУЗы. Москва, 14-16 ноября 2022 г., C. 1-3 (год публикации - 2022)

4. Торопцева А.В., Хачатрян Д.С., Горобец М.Г., Пронкин П.Г., Градова М.А., Садыкова Э.З., Абдуллина М.И., Лопухова М.Л., Колотаев А.В., Бычкова А.В. Модификация фолиевой кислотой наносистем на основе магнитных наночастиц и сывороточного альбумина Труды XXII Ежегодной международной молодежной конференции "Биохимическая физика" ИБХФ РАН-ВУЗы. Москва, 14-16 ноября 2022 г., C. 1-4 (год публикации - 2022)

5. Горобец М.Г., Мотякин М.В., Абдуллина М.И., Бычкова А.В. Пероксидазная активность наночастиц магнетита в присутствии белков крови Международная зимняя молодёжная научная школа «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии». 7–10 февраля 2023 года. Москва, С. 1 (год публикации - 2023)

6. Бычкова А.В., Якунина М.Н., Лопухова М.В., Дегтярев Е.Н., Мотякин М.В., Покровский В.С., Коварский А.Л., Горобец М.Г., Ретивов В.М., Хачатрян Д.С. Albumin-Functionalized Iron Oxide Nanoparticles for Theranostics: Engineering and Long-Term In Situ Imaging Pharmaceutics, 14, 2771, P. 1-15 (год публикации - 2022)
10.3390/pharmaceutics14122771

7. М. Г. Горобец, А. В. Бычкова, М. И. Абдуллина, М. В. Мотякин Пероксидазоподобная активность магнитных наночастиц в присутствии белков крови ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. НАУКИ О ЖИЗНИ, Том 512, С. 449-453 (год публикации - 2023)
10.31857/S2686738923600322

8. Горобец М.Г., Мотякин М.В., Абдуллина М.И., Бычкова А.В. Пероксидазная активность наночастиц магнетита в присутствии белков крови XXXV ЗИМНЯЯ МОЛОДЁЖНАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА "ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ФИЗИКО- ХИМИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ. Сборник тезисов. Издательство: Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН. Москва, 7-10 февраля 2023., c 144 (год публикации - 2023)

9. Абдуллина М.И., Горобец М.Г., Лопухова М.В., Мотякин М.В., Майорова О.А., Каспаров В.В., Батчаева Б.Б., Ильиных А.А., Торопцева А.В., Бычкова А.В. Оценка устойчивости и целостности покрытий из сывороточного альбумина на поверхности наночастиц оксидов железа XV Международная школа-конференция молодых учёных "КоМУ-2023". 16-20 октября 2023. Ижевск, С 196-197 (год публикации - 2023)

10. Торопцева А.В., Горобец М.Г., Бычкова А.В., Градова М.А., Абдуллина М.И., Колотаев А.В., Хачатрян Д.С. Модификация поверхности частиц, включающих наночастицы магнетита и сывороточный альбумин, фолиевой кислотой для нацеленной доставки в клетки-мишени Труды XXIII Ежегодной международной молодежной конференции "Биохимическая физика" ИБХФ РАН-ВУЗы. Москва, 20-22 ноября 2023 г, С.1-5 (год публикации - 2023)

11. Горобец М.Г., Бычкова А.В., Абдуллина М.И. Влияние белков крови на пероксидазоподобную активность наночастиц магнетита Труды XXIII Ежегодной международной молодежной конференции "Биохимическая физика" ИБХФ РАН-ВУЗы. Москва, 20-22 ноября 2023 г, С. 1-5 (год публикации - 2023)

12. М.Г. Горобец, А.В. Бычкова, М.И. Абдуллина, М.В. Мотякин Влияние белков крови на пероксидазоподобные свойства магнитных частиц СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 4-Й МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК В ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ», ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ПРОФЕССОРА В. В. ЛЕБЕДИНСКОГО. Санкт-Петербург, 7-8 декабря 2023., Часть 1, С. 55-61 (год публикации - 2023)

13. Абдуллина М.И., Горобец М.Г., Мотякин М.В., Майорова О.А., Лопухова М.В., Каспаров В.В., Бычкова А.В. Физико-химические методы в анализе целостности и устойчивости покрытий из сывороточного альбумина на поверхности магнитных наночастиц СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 4-Й МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК В ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ», ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ПРОФЕССОРА В. В. ЛЕБЕДИНСКОГО. Санкт-Петербург, 7-8 декабря 2023., Часть 1, С. 15-18 (год публикации - 2023)

14. Торопцева А.В., Горобец М.Г., Градова М.А., Абдуллина М.И., Батчаева Б.Б., Ильиных А.А., Колотаев А.В., Бычкова А.В., Хачатрян Д.С. Модификация поверхности систем, включающих наночастицы магнетита и сывороточный альбумин, фолиевой кислотой для нацеленной доставки в клетки-мишени Биосистемы: организация, поведение, управление: Тезисы докладов 77-й Международной школы-конференции молодых ученых 2024. Н. Новгород, 15–19 апреля 2024 г., С. 363 (год публикации - 2024)

15. Абдуллина М.И., Горобец М.Г., Майорова О.А., Бычкова А.В. Создание и характеристика гибридных наносистем, состоящих из наночастиц оксидов железа и человеческого сывороточного альбумину Сборник тезисов 27-й Пущинской школы-конференции молодых ученых с международным участием «БИОЛОГИЯ – НАУКА XXI ВЕКА». Пущино: ФИЦ ПНЦБИ РАН, 2024. 22 - 25 апреля 2024, Пущино., С. 102 (год публикации - 2024)

16. А. В. Бычкова, А. А. Маркова, М. Т. Нгуен, М. А. Градова, М. Г. Горобец, М. В. Мотякин, М. И. Абдуллина, А. В. Торопцева, В. А. Кузьмин Наноразмерная платформа на основе магнитных наночастиц для фотодинамической терапии в онкологии Химическая физика (год публикации - 2024)

17. М. Т. Нгуен, А. А. Маркова, Б. Б. Батчаева, М. Г. Горобец, А. В. Торопцева, М. В. Мотякин, М. И. Абдуллина, А. В. Бычкова МАГНИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ КАК ПЛАТФОРМА ДЛЯ ДОСТАВКИ ФОТОСЕНСИБИЛИЗАТОРА МЕТИЛЕНОВОГО СИНЕГО В ОПУХОЛЕВЫЕ КЛЕТКИ НСТ116 Химическая физика (год публикации - 2024)

18. Горобец М.Г., Абдуллина М.И., Мотякин М.В., Бычкова А.В. Оценка пероксидазной активности наночастиц магнетита в присутствии белков крови Труды XXII Ежегодной международной молодежной конференции "Биохимическая физика" ИБХФ РАН-ВУЗы. Москва, 14-16 ноября 2022 г., C. 1-4 (год публикации - 2022)

19. Торопцева А.В., Горобец М.Г., Бычкова А.В., Градова М.А., Колотаев А.В., Хачатрян Д.С Получение систем на основе магнитных наночастиц (МНЧ) с покрытием из сывороточного альбумина, модифицированного фолиевой кислотой СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 4-Й МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК В ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ», ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ПРОФЕССОРА В. В. ЛЕБЕДИНСКОГО. Санкт-Петербург, 7-8 декабря 2023., Часть 1, С. 244-250 (год публикации - 2023)

20. Торопцева А.В., Горобец М.Г., Хачатрян Д,С., Абдуллина М.И., Колотаев А.В., Градова М.А., Золотцев В.А., Бычкова А.В. Разработка гибридных систем на основе магнитных наночастиц с иммобилизованным на поверхности сывороточным альбумином, модифицированным фолиевой кислотой для рецептор-опосредованной доставки в опухоли и фотосенсибилизатора XI Международная конференция молодых ученых: биоинформатиков, биотехнологов, биофизиков, вирусологов, молекулярных биологов и специалистов фундаментальной медицины сб. тез. , С. 331-333 (год публикации - 2024)
10.25205/978-5-4437-1691-6

21. Горобец М.Г., Маркова А.А., Нгуен М.Т., Торопцева А.В., Абдуллина М.И., Батчаева Б.Б., Мотякин М.В., Бычкова А.В. Гибридная система на основе магнитных наночастиц для доставки фотосенсебилизатора метиленового синего в клетки HCT116 Международная научная конференция «Инновационные технологии ядерной ме- дицины и лучевой диагностики и терапии», Международная молодежная школа «Инновационные ядерно-физические методы высокотехнологичной медицины». Сборник тезисов., с. 97-98 (год публикации - 2024)

22. Торопцева А.В., Вересова М.С., Батчаева Б.Б., Горобец М.Г., Золотцев В.А., Бычкова А.В. Разработка и анализ гибридных наноразмерных систем, включающих магнитные наночастицы, человеческий сывороточный альбумин, стеариновую кислоту и её производные Труды XXIV Ежегодной молодежной конференции с международным участием ИБХФ РАН-ВУЗЫ "БИОХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА", с. 302-305 (год публикации - 2024)

23. Абдуллина М.И., Ильиных А.А., Торопцева А.В., Горобец М.Г., Батчаева Б.Б., Бирюкова М.И., Костанова Е.А., Майорова О.А., Бычкова А.В. Детекция агрегации при взаимодействии иммуноглобулина G с наночастицами и при синтезе гибридных наносистем на основе наночастиц оксидов железа и сывороточного альбумина Труды XXIV Ежегодной молодежной конференции с международным участием ИБХФ РАН-ВУЗЫ "БИОХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА". Москва, 18-20 ноября 2024 г. – Москва, c. 112-115 (год публикации - 2024)

24. Торопцева А.В., Горобец М.Г. , Хачатрян Д.С. , Абдуллина М.И., Колотаев А.В., Градова М.А., Золотцев В.А., Бычкова А.В. Получение и исследование гибридных наносистем, состоящих их магнитных наночастиц, сывороточного альбумина, производного фолиевой кислоты и пирофеофорбида а Труды XXIV Ежегодной молодежной конференции с международным участием ИБХФ РАН-ВУЗЫ "БИОХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА". Москва, 18-20 ноября 2024 г. – Москва, с. 298-301 (год публикации - 2024)

25. Торопцева А.В., Маркова А.А., Нгуен М.Т., Горобец М.Г., Абдуллина М.И., Мотякин М.В., Майорова О.А., Бычкова А.В. Nanosystems consisting on iron oxide and serum albumin as a platform for drug delivery into cells: analysis of the Cy5-HSA@IONPs nanosystem components before and after accumulation by tumor cells Biochemistry (Moscow), Supplement Series A: Membrane and Cell Biology, Vol. 19 No. 1 (год публикации - 2025)
10.1134/S1990747824700557

26. Торопцева А.В., Маркова А.А., Нгуен М.Т., Абдуллина М.И., Горобец М.Г., Майорова О.А., Бычкова А.В. Nanosystems consisting on iron oxide and serum albumin as a platform for drug delivery into cells Сборник тезисов международной конференции «BIOMEMBRANES 2024», с. 193 (год публикации - 2024)

27. Бычкова А.В., Якунина М.Н., Лопухова М.В., Покровский В.С., Вересова М.С., Суханова М.Э., Каспаров В.В., Хачатрян Д.С. Контрастирование сосудов и замедление роста опухолей при введении систем на основе магнитных наночастиц, модифицированных сывороточным альбумином с применением свободнорадикального способа Российский онкологический журнал, Т. 29. - №3. - C. 245-257. (год публикации - 2024)
10.17816/onco642483

28. Абдуллина М.И., Ильиных А.А., Торопцева А.В., Горобец М.Г., Батчаева Б.Б., Бирюкова М.И., Костанова Е.А., Майорова О.А., Бычкова А.В. Оценка влияния условий модификации магнитных наночастиц на образование покрытия из человеческого сывороточного альбумина на их поверхности. XXXVII МЕЖДУНАРОДНАЯ ЗИМНЯЯ МОЛОДЁЖНАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА "ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ". СБОРНИК ТЕЗИСОВ. 10-13 февраля 2025, г. Москва , С. 88 (год публикации - 2025)

29. Вересова М.С., Торопцева А.В., Батчаева Б.Б., Горобец М.Г., Абдуллина М.И., Бычкова А.В. Гибридные наноразмерные системы на основе магнитных наночастиц, человеческого сывороточного альбумина, стеариновой кислоты и ее производных. XXXVII международная зимняя молодёжная научная школа "Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии". Сборник тезисов. 10-13 февраля 2025, г. Москва., С. 92 (год публикации - 2025)

30. Горобец М.Г., Абдуллина М.И., Торопцева А.В., Бычкова А.В. Оценка пероксидазоподобных свойств магнитных наночастиц в составе гибридных наносистем XXXVII международная зимняя молодёжная научная школа "Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии". Сборник тезисов. 10-13 февраля 2025, г. Москва., С. 95 (год публикации - 2025)

31. Торопцева А.В., Горобец М.Г., Хачатрян Д.С., Абдуллина М.И., Колотаев А.В., Градова М.А., Золотцев В.А., Бычкова А.В. Функционализация поверхности гибридных систем на основе магнитных наночастиц пирофеофорбидом а XXXVII международная зимняя молодёжная научная школа "Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии". Сборник тезисов. 10-13 февраля 2025, г. Москва., С. 111 (год публикации - 2025)

32. Абдуллина М.И., Горобец М.Г., Вересова М.С., Торопцева А.В., Бычкова А.В. Разработка методов оценки целостности покрытия из сывороточного альбумина на поверхности наночастиц магнетита. Всероссийский форум молодых исследователей ХимБиоSeasons 2025. Калининград. 10-18 апреля 2025 г. (год публикации - 2025)

33. Торопцева А.В., Горобец М.Г., Тунгусов Д.С., Хачатрян Д.С., Абдуллина М.И., Шалупов А.И., Градова М.А., Бычкова А.В. СОЗДАНИЕ НАНОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА, ВКЛЮЧАЮЩИХ СЫВОРОТОЧНЫЙ АЛЬБУМИН, ФОЛИЕВУЮ КИСЛОТУ И АНАЛОГ СОМАТОСТАТИНА. Сборник тезисов 28-й Пущинской школы-конференции молодых ученых с международным участием "БИОЛОГИЯ - НАУКА XXI ВЕКА". Пущино: ФИЦ ПНЦБИ РАН., С.217 (год публикации - 2025)

34. Торопцева А.В., Горобец М.Г., Тунгусов Д.С., Хачатрян Д.С., Абдуллина М.И., Колотаев А.В., Шалупов А.И., Градова М.А., Бычкова А.В. ВКЛЮЧЕНИЕ АНАЛОГА СОМАТОСТАТИНА И ФОЛИЕВОЙ КИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ НАЦЕЛИВАЮЩИХ ЛИГАНДОВ В СТРУКТУРЫ, СОСТОЯЩИЕ ИЗ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ И СЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА. Биосистемы: организация, поведение, управление: Тезисы докладов 78-й Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых (Н. Новгород, 14–18 апреля 2025 г.). Н. Новгород, Университет Лобачевского. , С.322 (год публикации - 2025)

35. Горобец М.Г., Торопцева А.В., Абдуллина М.И., Покровский В.С., Хачатрян Д.С., Бычкова А.В. Folic acid conjugated with serum albumin for nano- and submicron delivery systems for applications in therapy and diagnostic Exploration of Drug Science, 3: 1008101 (год публикации - 2025)
10.37349/eds.2025.1008101

36. Торопцева А.В., Горобец М.Г., Тунгусов Д.С., Хачатрян Д.С., Абдуллина М.И., Шалупов А.И., Градова М.А., Бычкова А.В. Разработка наноразмерных структур, состоящих из магнитных наночастиц, сывороточного альбумина и фолиевой кислоты или аналога соматостатина. Всероссийский форум молодых исследователей ХимБиоSeasons 2025. Калининград. 10-18 апреля 2025 г. (год публикации - 2025)

37. Бычкова А.В., Горобец М.Г., Торопцева А.В., Маркова А.А., Нгуен Т.М., Володина Ю.Л., Градова М.А., Абдуллина М.И., Майорова О.А., Каспаров В.В., Покровский В.С., Колотаев А.В., Хачатрян Д.С. Folate-Modified Albumin-Functionalized Iron Oxide Nanoparticles for Theranostics: Engineering and In Vitro PDT Treatment of Breast Cancer Cell Lines Pharmaceutics, 17(8), 982 (год публикации - 2025)
10.3390/pharmaceutics17080982

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Было выполнено закрепление на поверхности МНЧ человеческого сывороточного альбумина (ЧСА) адсорбционно и с использованием разработанного ранее членами коллектива свободнорадикального подхода. С применением разработанного ранее теста комплексной оценки целостности и устойчивости адсорбционного слоя, с использованием иммуноглобулина G (IgG) и комплекса физико-химических методов в условиях варьирования окисления поверхности МНЧ, в том числе, с использованием пероксида водорода как инициатора генерации АФК и/или под действием УФ-облучения были определены минимальные соотношения ЧСА/МНЧ, необходимые для получения целостных покрытий. Выявленный эффект частичного снижения каталитической активности МНЧ частиц при экранировании белками (и различными лигандами, а также плазмой крови) поверхности МНЧ был продемонстрирован при моделировании применения гибридных белок-содержащих покрытий на МНЧ для тераностики опухолей, определяя перспективы использования наносистем для ферроптоза опухолей. Комплекс работ по модификации поверхности МНЧ, покрытых ЧСА, молекулами лекарственных веществ (ЛВ) (распространенные ЛВ: гемцитабин; ЛВ для ФДТ: пирофеофорбид а; синтезированными членами коллектива проекта, в том числе впервые синтезированными при выполнении проекта стеаратами гемцитабина и мизолакрона, а также мизолакроном, аналогами соматостатина (аССТ) и их производными), в том числе, в смешанных растворителях. Была успешно реализована методика ковалентного закрепления фолиевой кислоты и нековалентного закрепления аССТ в качестве нацеливающих лигандов на системы различного состава. Контроль связывания ЛВ и нацеливающих лигандов с поверхностью частиц проводили по несвязанным веществам. Была оценена толщина модифицирующего покрытия гибридных наносистем на различных стадиях синтеза. Стратегия, в ходе которой были получены агрегативно устойчивые наносистемы сложного состава, стала основой для получения всех наносистем, включающих одну и две модифицирующих молекулы. Стратегия показала свою эффективность и может быть использована при расширении ряда синтезируемых систем нано- и субмикронного размера, включающих различные ЛВ и нацеливающие лиганды. Также была выполнена разработка методов и подходов к оценке связывания с платформами ЧСА@МНЧ стеаратов ЛВ. Проведен комплекс работ, нацеленных на оценку взаимодействий гибридных наносистем различного состава (от 2- до 4-компонентных, содержащих наряду с ЧСА и МНЧ, нацеливающий лиганд и ЛВ) с белками крови in vitro, позволяющий сделать выводы о свойствах функциональных покрытий на поверхности МНЧ в околофизиологических условиях. Для оценки функциональных свойств альбумина при связывании с МНЧ была оценена его псевдоэстеразная активность. Гибридные наносистемы различного состава (с нацеливающими лигандами и без), в состав которых входили фотосенсибилизаторы, показали свою эффективность при ФДТ опухолевых клеток рака толстой кишки НСТ116. Гибридные наносистемы с аССТ и его производными (с ковалентно и нековалентно связанной с наносистемами фолиевой кислотой показали ингибирующее воздействие на клетки аденокарциномы толстой кишки человека HCT116, рака предстательной железы PC3, рака легкого А549, глиобластомы U251). С использованием конъюгата Cy5-ЧСА была проведена качественная оценка связывания и поступления наносистем в клетки за счет наличия на их поверхности биовекторов к опухолевым клеткам, а также оценка сохранности покрытия из ЧСА на МНЧ при поступлении и лизисе клеток. Часть работ была посвящена анализу влияния времени инкубации на проникновение наносистем в клетки. Наносистемы Сy5-ЧСА@МНЧбыли охарактеризована по составу, стабильности и целостности до и после проникновения в клетки с использованием комплекса методов в растворе, в клетках и клеточных лизатах. Исследование включало инкубацию гибридных наносистем с клетками HCT116 и MCF-7 (клетками толстой кишки и молочной железы, соответственно, с последующим лизисом клеток, магнитным разделением и количественным определением белка на поверхности магнитных ядер после мягкого лизиса клеток и в суспензии остатков клеток. Доказано наличие покрытия из ЧСА на поверхности МНЧ при доставке наносистем в клетки, что показало эффективность разработанных гибридных частиц в качестве платформы для доставки ЛВ (химиотерапевтических и фотосенсибилизаторов). Особое внимание было уделено выбору наносистем для экспериментов с мышами. Среди них были ЧСА@МНЧ без лигандов, отличающиеся по свойствам покрытий, а также ЧСА@МНЧ с лигандами (аССТ и его производным, синтезированным при выполнении проекта). Была проведена совокупность работ по оценке ингибирования роста опухоли у мышей (рака толстой кишки НСТ116) при внутривенном введении и визуализации опухолей методом компьютерной томографии за счет введения в них синтезированных наносистем в различных дозах, по оценке выведения наносистем и их биораспределения в организме здоровых мышей через различные интервалы времени после введения (от минут до 7 суток), по оценке длительности нахождения частиц в опухоли. Помимо оценки токсичности по изменению состояния животных и функционирования их организма, патоморфологического контроля с оценкой площади некроза и т.п., были проведены работы с применением метода ЭМР для выявления присутствия МНЧ в органах и других биоматериалах животных, а также выявления пределов чувствительности метода. Часть основных научных результатов выполнения проекта отражена в Open Access публикациях в журнале Exploration of Drug Science (https://clck.ru/3M6SAA), а также в журналах – «Доклады академии наук» (https://clck.ru/3M6SCK; https://clck.ru/3M6SD9), «Российский онкологический журнал» (https://clck.ru/3M6SDX), «Химическая физика» (https://clck.ru/3M6SEq; https://clck.ru/3M6SFZ; https://clck.ru/3M6SG5) «Biochemistry (Moscow), Supplement Series A: Membrane and Cell Biology» (https://goo.su/z7hFxZ). Научно-популярно материалы изложены в Telegram-канале «ИБХФ РАН. Новости». Основные результаты отражены в открытом доступе в https://telegra.ph/ (https://goo.su/zGDI5D)

Публикации

Возможность практического использования результатов
В результате работы по проекту сформирован фундаментальный и практический задел по созданию ряда новых оригинальных гибридных нано- и субмикроразмерных систем на основе магнитных наночастиц, предназначенных для рецептор-опосредованной таргетной доставки биологически активных веществ к раковым клеткам, а также фундаментальный и практический задел по качественному и количественному описании свойств систем. Следует отметить, что при реализации проекта часть работ (поиски тематической литературы, планирование и выполнение экспериментов, анализ экспериментальных данных) выполнялась с участием (с разной степенью вовлечения) суммарно 9 студентов различных профильных вузов Москвы, проходящих практику в лаборатории от 2 месяцев до ~3 лет, что является вкладом проекта в образовательную деятельность и создание новых кадров для науки и технологии. Наилучшим образом показавшая себя студентка в 2022 году была трудоустроена в проект и стала официально одним из основных исполнителей проекта на 3-м году выполнения работ. Предполагается, что другие студенты, показавшие хорошие результаты, смогут войти в состав исполнителей по проекту в дальнейшем.