Точно в цель. Учёные доставят лекарства будущего прямо в очаг заболевания

Галина Нифонтова, старший научный сотрудник межкафедральной лаборатории нано-био-инженерии НИЯУ МИФИ, занимается разработкой полимерных микрокапсул для диагностики и направленной доставки лекарств в очаг заболевания. Галина выиграла грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых ученых на 2021-2022 год по направлению «Медицинские науки». Проект молодой ученой позволит усовершенствовать взаимодействие высокофункциональных систем доставки противоопухолевых лекарств с раковыми клетками.

— Галина, расскажите, в каких исследованиях участвуете, чем занимаетесь в университетской лаборатории?  

— Я разрабатываю полимерные микроконтейнеры — микрокапсулы для биомедицинских приложений, тераностики и биовизуализации. Наши микрокапсулы позволяют проводить визуализацию и мониторинг биологических процессов в динамике — например, захват клетками тех самых полимерных микроконтейнеров. При этом они могут одновременно как диагностировать, так и лечить заболевания. В ходе наших последних исследований по разработке и функционализации полиэлектролитных микрокапсул мы включаем в их структуру флуоресцентные и магнитные наночастицы. Магнитные наночастицы позволяют транспортировать микроконтейнеры магнитным полем в нужном направлении, накапливать их в очаге заболевания, а также высвобождать в нужный момент их содержимое. А включение в микрокапсулы флуоресцентных наночастиц позволяет наблюдать и контролировать доставку микрокапсул непосредственно в опухоль.

— Сейчас в мире активно занимаются разработкой средств адресной доставки лекарств. В чем особенность вашей разработки?

 — Прежде всего — в новых подходах к функционализации микрокапсул: доставка к опухоли и максимально эффективное взаимодействие с онкомаркерами. Помимо включения в микрокапсулы магнитных наночастиц мы дополнительно функционализируем их поверхность с помощью особых молекул – антител, специфически распознающих опухолевые клетки. Ранее мы уже показали, что такие микрокапсулы могут специфично связываться с опухолевыми клетками.

 — Расскажите о проекте, который поддержан президентским грантом?

 — В рамках этого проекта мы планируем определить молекулярные и клеточные факторы, влияющие на направленную доставку лекарств в опухолевые клетки. В частности, при внутривенном введении микроконтейнеры могут неспецифично взаимодействовать с клеточными и молекулярными компонентами крови. Микрокапсулы также могут поглощаться макрофагами — иммунными клетками, которые захватывают чужеродные или токсичные для организма частицы. Это все в совокупности может существенно снизить эффективность адресной доставки капсул к опухолевым клеткам. Поэтому мы предложим именно такой дизайн микрокапсул, который намного повысит эффективность их доставки — нацелим их на опухолевые клетки без причинения вреда клеткам здоровым.

— Почему у Вас возник интерес к этой тематике?

— Эта тема меня заинтересовала ещё во время учебы в Первом Московском государственном медицинском университете имени И.М. Сеченова. Я проходила стажировку в Институте фармацевтической технологии и биофармации Филипс-университета Марбурга в  Германии и там впервые начала заниматься получением и биофармацевтической характеристикой систем доставки лекарств. В Марбургском университете я работала с наноразмерными системами доставки, а после защиты диплома занималась созданием таблетированных систем доставки с матричной структурой в лаборатории дизайна лекарственных форм на базе МФТИ. Получив ученую степень кандидата фармацевтических наук, продолжила разработку новых подходов к диагностике и лечению онкозаболеваний в лаборатории нанобиоинженерии МИФИ. Можно сказать, что на настоящее время у меня большой опыт в разработке систем доставки различных размерностей. При этом, получение нано- и микроразмерных систем доставки лекарств представляет для меня наибольший интерес: в этой области огромное количество прорывных биомедицинских задач, требующих срочного решения.

 — У Вас медцинское образование, а как Вам работается с физиками, химиками? Есть ощущение полного взаимопонимания, или каждый специализируется в своей области?

 — Большинство научных исследований сегодня имеет междисциплинарный характер. Наша лаборатория нано-биоинженерии — межкафедральная, в ней работают ученые разных областей – химики, физики, биохимики, иммунологи, а также исследователи с медицинским и фармацевтическим образованием. Исследования по разработке и функционализации полиэлектролитных микроконтейнеров также междисциплинарные, они затрагивают такие области наук как химия полимеров, физическая и коллоидная химия, нанотехнологии, биохимия, иммунология. Когда мы рассматриваем исследуемый объект комплексно, то можем оценить его всесторонне, получить о нём большее понимание.

— Почему выбрали путь науки? Хочется сделать открытия и войти в историю, или просто помочь людям, создав новые лекарства, или что-то еще?

— Конечно, хочется верить, что наши исследования пригодятся последующим поколениям. Для меня научная работа — это интересные, увлекательные  и многогранные задачи, которые требуют поиска оригинальных, новых исследовательских решений, именно это во многом определяет мой выбор.  

— Какие трудности приходится преодолевать во время поиска этих решений? Есть какие-то специфические профессиональные проблемы?

 — Для того чтобы успешно решать научные задачи мы должны иметь передовые материалы для исследований — качественные реактивы, современное оборудование, отсутствие забюрократизированности. Это довольно сложно с технической стороны, так как в рамках госзакупок от подачи конкурсной заявки до закупки и получения материалов проходит длительный промежуток времени, не менее нескольких месяцев. Такие задержки могут замедлить экспериментальную работу, и это, конечно, негативно сказывается на достижении научного результата.

— Вы постоянно общаетесь с коллегами из других стран. Чего больше в современной науке — конкуренции или сотрудничества?

— Сегодня научный мир устроен так, что очень важно сотрудничать, объединяться друг с другом и проводить совместные исследования. Сконцентрировать множество компетенций, материалов и оборудования в одном месте практически невозможно. И это, в целом, хорошо, потому что совместная работа расширяет знания, позволяет проводить всесторонние и детализированные исследования, что крайне важно для современной науки. Не менее важно, обсуждать полученные результаты с коллегами и другими учеными. Если работать изолированно, то получить достойный и объективно качественный результат будет довольно проблематично. Даже во время пандемии ученые не останавливали совместные исследования и не прекращали общения. Так, например, многие конференции, круглые столы и семинары стали проводить в онлайн-формате.

— Куда направляетесь, когда выходите из лаборатории?

— Стараюсь вести активный образ жизни, заниматься спортом, люблю путешествовать. Последние спортивные увлечения — сапсёрфинг и йога. Основное увлечение — это кинематограф. Люблю как классику кино, так и работы более современных режиссеров, в последнее время больше смотрю документальное кино.