Исследователи из Южной Кореи для доставки терапевтических протеинов разработали инъецируемые гидрогели, которые в зависимости от условий проявляют то катионные, то анионные свойства, отличаются низкой цитотоксичностью и способностью к биодеградации.

Le Cунг Ли (Doo Sung Lee) с коллегами разработал амфотерный сополимер, способный проявлять себя и как катионный, и как анионный гидрогель, меняя свойства в результате изменения температуры и/или рН.

Амфотерная природа позволяет говорить о том, что

новый полимерный материал может связываться с биомолекулами как катионной, так и анионной природы и применяться в направленной доставке лекарственных препаратов, которые в физиологических условиях могут быть заряжены как положительно, так и отрицательно.

Рис. 1. В зависимости от изменений в уровне рН
и температуры среды сополимер может переходить
из золя в гель и обратно. (Рисунок из Chem. Commun.,
2012, DOI: 10.1039/c2cc36134e).

В умеренно кислых или щелочных условиях сополимер представляет собой свободно перетекающий золь, это означает, что в этих условиях гидрогель может быть введен в организм с помощью обычной инъекции. Исследователи из группы Ли изучили способности геля к терапевтической доставке белковых препаратов, выбрав в качестве модельного соединения анионный гормон человеческого роста [human growth hormone (hGH)].

По их словам предварительно полученные результаты можно рассматривать, как многообещающие – в условиях in vivo наблюдалось лишь незначительное разрушение комплекса гидрогель-гормон человеческого роста.

Также было определено, что полученный гидрогель соответствует уровню токсичности и способности к биодеградации, вписывающимся в стандарты Международной Организации Стандартизации (ISO).

Ли добавляет, что его коллегам хотелось бы еще и доказать возможность применения гидрогеля в высвобождении биологически активных молекул катионной природы, таких как костный морфогенетический белок и других белков подобного рода.

Виталий Хуторянский (Vitaliy Khutoryanskiy), химик-фармацевт из Университета Рединга, уверен, что новый материал может быть интересен и для использования в других областях биомедицины, связанных с направленной доставкой лекарственного препарата. Он отмечает,

что раствор полимера, содержащий лекарственный препарат и способный к течению, а также превращающийся в гель в момент ввода в глаз, может увеличить биологическую доступность офтальмологических препаратов, правда для применения в таком качестве необходимо, что эти материалы должны образовывать прозрачные гели и не вызывать раздражение органов зрения.

Ли соглашается с предложениями Хуторянского, но подчеркивает, что до практического использования не только для лечения глаз необходимо провести дополнительную модификацию свойств гидрогелей – разработать метод контролирования высвобождения лекарственных препаратов из гидрогеля, увеличение стабильности инкапсулированных препаратов для возможности их долговременного использования, а также увеличения степени биологической совместимости гидрогеля.