Троянский наноконь 

Нано — модная приставка. Повсюду рекламируют наноплееры, сигареты с нанофильт­ром и даже нанокрем для обуви. Понятно, что все это часто не имеет ничего общего с реальными нанотехнологиями, за кото­рыми стоит действительно большая наука. Группа московских химиков во главе с профессором Галиной Серебренниковой разрабатывает новый способ доставки генов и лекарств в клетки человека. В его основе лежат специальные наноконтейнеры, созданные из синтезированных липидов.

Не так-то просто доставить лекарство именно в ту часть организма, где оно действительно нужно. Еще сложнее доставлять генетические конструкции. Наноконтейнеры — это средство «перевозки» медикаментов и генов в клетки. Они без препятствий проникают через клеточную мембрану: иммунная система человека их не атакует, потому что не воспринимает как опасные чужеродные элементы.

Схема действия наноконтейнеров напоминает легенду о троянском коне. Организм считает их «своими», в то время как внутри они содержат грузы, которые медики хотят доставить в клетку. Это, например, могут быть здоровые гены, которые должны остановить развитие опухоли или какой-нибудь наследственной болезни. Одно из главных требований к наноконтейнеру — он должен быть безопасным. С этим возникают серьезные проблемы. Чаще всего в мировых лабораториях тестируются наноконтейнеры, созданные на основе вирусов.

— Вирус как оболочка прекрасно защищает здоровый ген от расщепления в пути, он эффективно доносит его до места назначения. Однако он может свою собственную ДНК встроить в геном человека, а это гарантирует непредсказуемые осложнения. Все сегодняшние работы, связанные с вирусами,

направлены именно на то, чтобы лишить их столь небезопасных способностей. Идет негласная гонка: кто первым добьется положительного результата в эксперименте над живым человеком. Пока аналогичные опыты закончились для пациентов в одном случае временным улучшением, а в нескольких других — гибелью. Так, в 2001 году во Франции лечение детей с наследственным иммунодефицитом привело к тому, что через год у них развилась лейкемия вследствие негативного влияния вирусов, из которых был построен наноконтейнер, — рассказывает мне об опасностях «вирусной упаковки» кандидат химических наук Михаил Маслов.

Михаил работает в Московской академии тонкой химической технологии им. Ломоносова на кафедре химии и технологии тонких органических соединений. Именно там проходит синтез катионных липидов, из которых строятся не столь опасные для пациентов наноконтейнеры. Руководит этим проектом профессор Галина Серебренникова, занимающаяся липидной химией еще с 60−х годов прошлого века.

— По сравнению с вирусами липиды намного безопаснее — рассказывает она, — это ведь дружественные организму соединения. К тому же они не могут размножаться сами, как вирусы.

Природные липиды заряжены либо отрицательно, либо нейтрально, а положительный заряд получают только искусственным путем — такие липиды и называются катионными. А молекула ДНК, напротив, несет множество отрицательных зарядов. Противоположности, как известно, притягиваются.

В итоге получается молекула ДНК, окруженная слоями липидов, которые надежно защищают их от расщепления в крови. Упакованные гены свободно перемещаются в межклеточном пространстве, пока клетка не поглотит их подобно тому, как захватывает питательные вещества. Вместе с комп­лексом в клетку попадают и здоровые гены, которые хоть и не замещают собой поврежденный ген, но синтезируют здоровый белок. Правда, пока до больничных палат еще очень далеко. Основная часть работы идет на уровне колб и пробирок.

Переодевшись в белые халаты, мы с Михаилом переходим в одну из лабораторий при кафедре. Здесь проходит синтез самих катионных липидов. Михаил показывает мне, как в одну молекулу соединяют холестерин и полиамин. Оба вещества помещают в колбу, заливают растворителем, добавляют к ним катализатор. С помощью магнитной мешалки с терморегулятором в колбе начинается процесс перемешивания  и нагревания смеси до 80° С.

— Это одна из завершающих стадий получения катионного липида, — комментирует Михаил. — Для того чтобы его можно было использовать как наноконтейнер, ему осталось пройти еще две реакции. А потом он поедет в Сибирь.

Сибирь — это Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН. Там в клеточных культурах испытывают работу наноконтейнеров. Пока все опыты идут в чашках Петри. Но ученые надеются, что скоро дело дойдет до экспериментов на животных. И если все получится, рано или поздно липидные наноконтейнеры доберутся до тех, кто ждет спасительного средства, кому они помогут выздороветь и вернуться к нормальной жизни.