Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Создание препаратов пролонгированного действия является актуальной задачей для биомедицины, поскольку такие лекарственные средства не требуют частого приема пациентами и обладают меньшими побочными эффектами. Этот вопрос является особенно острым в отношении наночастиц, транспортирующих генетический материал (ДНК и РНК). Комплексы нуклеиновых кислот и катионных липосом оказались весьма эффективным вектором для реализации приемов генной терапии благодаря высокой биодоступности и биодеградируемости. Наличие на внешней поверхности этих комплексов особых модификаций в виде покрытия из ПЭГ-производных обеспечивает эффект пролонгации, наблюдаемый при исследованиях in vivo. На первом этапе проекта были осуществлены синтезы трех алкильных производных ПЭГ2000, где гидрофобный участок был образован остатками холестерина, октадециамина или стеариновой кислоты. Разработанные схемы синтеза были оптимизированы для достижения наибольших выходов целевых продуктов. Структуры всех конечных соединений были подтверждены данными ИК- и 1Н-ЯМР-спектроскопии, масс-спектрометрии. На основе липотрипептида OrnOrnGlu(C16H33)2 была создана коллекция липосом с добавлением каждого из синтезированных соединений в количестве 2, 4 ,5 ,6, 8, 10 и 15 мол. % от общего количества липотрипептида. Липосомы были получены из тонких липидных пленок, содержащих OrnOrnGlu(C16H33)2 и соответствующее количество ПЭГ-производного, путем гидратации и последующей обработки ультразвуком водо-липидных дисперсий. Исследования трансфекционной активности комплексов липосом с ДНК или миРНК на клеточных линиях HEK293 и HepG2 показали, что при 24 ч инкубации наилучшие результаты были достигнуты при содержании 2 и 6% ПЭГ-производных на поверхности липосом в отношении обеих клеточных линий. Причем, уменьшение соотношения липосома/ДНК у модифицированных комплексов приводило к существенному усилению эффективности трансфекции на линии HEK293. При инкубации клеточных линий с модифицированными липоплексами в течение 48 часов происходило увеличение трансфекционной активности в два раза, причем наилучшие показатели трансфекционной активности были достигнуты также липоплексами, содержащими 4 и 5 мол. % ПЭГ. Кроме того, было отмечено, что структура гидрофобного домена синтезированных соединений не влияет на способность липосом переносить в клетки генетический материал. По результатам исследований эффективности трансфекции методами ПЦР и люциферазного теста для дальнейших исследований было выбрано производное ПЭГ, содержащее октадециламин в качестве гидрофобного фрагмента, благодаря наиболее легкому способу синтеза. Результаты исследования цитотоксичности липосомальных дисперсий с различным содержанием ПЭГ на поверхности с помощью МТТ-теста свидетельствовали о снижении токсичности липосом с увеличением доли ПЭГ-производного от общей липосомальной композиции. Это явление, возможно, объясняется уменьшением количества положительных зарядов на поверхности катионных липосом, что приводит к снижению их токсического действия на клетки. Таким образом, было показано, что введение гидрофобных ПЭГ-производных в состав липосом приводит к снижению цитотоксичности модифицированных катионных липосом, а также обеспечивает более медленное проникновение частиц в клетки, пролонгируя их действие. В краткосрочном периоде пегелирование снижает эффективность трансфекции как ДНК, так и РНК, однако, в долгосрочном периоде эффективность трансфекции пегелированных липосом возрастает по сравнению с немодифицированными частицами. Наиболее эффективным оказалось включение 6 мол % ПЭГ в состав липосом. При этом структура гидрофобного якоря ПЭГ-производных не влияет на физико-химические и биологические свойства частиц.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Транспортные системы на основе катионных липосом широко используются для доставки в клетки генетического материала. Включение в состав липосом молекул, способных образовывать стерический барьер на поверхности частиц, препятствует захвату их клетками иммунной системы, а, следовательно, способствует увеличению времени жизни транспортной системы в кровотоке. Одними из наиболее перспективных молекул для этой цели являются гидрофобные производны ПЭГ, которые способны создавать защитный гидрофильный экран на поверхности липосом. На предыдущем работы было показано, что введение гидрофобных ПЭГ-производных в состав липосом способствует снижению цитотоксичности модифицированных катионных липосом, а также обеспечивает более медленное проникновение частиц в клетки в условиях in vitro, пролонгируя их действие. Основной задачей данного этапа работ была оценка поведения пегелированных комплексов липосом/РНК в условиях in vivo. Для возможности детекции комплексов в биообразцах была разработана методика модификации липопосом и РНК флуоресцентными метками (pyrene и SIMA, соответственно). Сравнение биологической активности меченых и немеченых компонентов позволило доказать отсутствие негативного воздействия меток на свойства комплекса. Исследование фармакокинетических параметров и биораспределения компонентов комплекса липосом/РНК проводили на мышах самках линии BALB/c возрастом 6-8 недель. Для этого им внутривенно вводили меченые дисперсии липосом/РНК в 0,2 мл глюкозы. В каждом эксперименте использовали две различные дозы препарата, а также оценивали параметры в 7 временных точках (в качестве контрольной группы использовали мышей, которым вводили чистый раствор глюкозы). Было показано, что введение ПЭГ в состав липосом действительно увеличивает время циркуляции в кровотоке РНК в комплексе с пегелированными липосомами. Также стоит отметить изменение пути выведения препарата. Таким образом, в результате проделанной работы была разработана методика, позволяющая оценить распределение компонентов комплекса липосом/РНК в органах и тканях мышей линии balb/c. Оценка концентрации частиц в биообразцах, полученных через различные временные интервалы позволила доказать пролонгирование времени циркуляции комплексов на основе пегелированных липосом в кровотоке. Сравнение фармакокинетических характеристик модифицированных и немодифицированных липосом позволило выявить влияние ПЭГ на путь выведения модифицированных липосом из организма.