Нанотехнологии всё больше входят в практику онкологической медицины. Учёные ЮУрГУ – заместитель заведующего НИЛ технической самодиагностики и самоконтроля приборов и систем Владимир Синицин, научный сотрудник той же лаборатории, молодой пакистанец Хан Афрасяб и их коллега из Ирака Тамер Алалвани предложили и математически смоделировали способ, при котором лекарство будет доставляться прямо к больным клеткам, что повысит его усвояемость и скорость лечения.
Речь идёт о противоопухолевом препарате – меркаптопурин. Лекарство известно давно и раньше часто назначалось при остром лимфобластном лейкозе, лимфобластной лимфоме, болезни Крона, язвенном колите и остром промиелоцитарном лейкозе. Кроме того, его используют в трансплантологии для того, чтобы организм не отторгал недавно пересаженные органы. Однако затем врачи призадумались: токсичность препарата высока (иногда – фатальна), а вот биодоступность (сколько препарата попадает непосредственно в клетку) достаточно низка.
Встал вопрос о таргетной доставке – как направить лекарство прямо к клеткам и постараться не растерять его по дороге.
Нужно «упаковать» лекарство, создав наногель, но из каких веществ? Здесь ведутся поиски, и на помощь учёным приходит молекулярная динамика и квантовая физика. Сначала предложено было использовать нанотрубки нитрида бора, но они оказались малоэффективными.
Хану Афрасябу и его коллегам на основе теоретических расчётов удалось обнаружить, что меркаптопурин прочно связывается с золотыми нанокластерами Au13, благодаря атомам серы и азота, которые присоединяются к атомам золота с энергией взаимодействия около -59,505 ккал/моль, то есть представляет из себя обычную хемосорбцию.
Так модели квантовой химии, детальный расчёт динамики молекул помогают практикам, химикам и медикам подобрать новые сочетания веществ, оптимально подходящие для фармацевтических целей.