Современные исследования в области нанофармакологии сосредоточены на разработке эффективных систем доставки лекарственных веществ, способных преодолевать биологические барьеры и обеспечивать таргетное воздействие. Особое внимание уделяется наноразмерным системам на основе амфифильных полимеров, которые стабилизируют гидрофобные соединения, такие как фотосенсибилизаторы, используемые в фотодинамической терапии.

Бычий сывороточный альбумин (БСА) — один из основных белков плазмы крови, играет ключевую роль в транспорте низкомолекулярных соединений, что делает его перспективным компонентом для гибридных наноносителей. Однако механизмы взаимодействия между белками и полимерными наночастицами, а также динамика передачи активных веществ остаются недостаточно изученными.

Группа ученых ФИЦ ПХФ и МХ РАН исследовала межмолекулярные взаимодействия между бычьим сывороточным альбумином (БСА) и наноразмерными системами метилфеофорбида на основе амфифильных сополимеров N-винилпирролидона. С помощью УФ/видимой спектроскопии и динамического рассеяния света были изучены смеси БСА и наночастиц в фосфатно-буферном растворе. Эксперименты показали, что молекулы альбумина адсорбируются на полимерных частицах, формируя совместные структуры. Квантово-химическое моделирование позволило предложить структуру и оценить энергию связей метилфеофорбида как на поверхности наночастиц, так и в гидрофобных областях. Была рассчитана энергия связывания БСА с поверхностью полимера, а также предложен механизм перехода метилфеофорбида с поверхности наночастицы в одну из четырех зон связывания альбумина, выявленных методом молекулярного докинга. Такой переход облегчает доставку активного вещества к клеткам-мишеням.

Проведенное исследование вносит значительный вклад в понимание взаимодействий между белками и полимерными наноносителями. Установлено, что адсорбция БСА на поверхности наночастиц приводит к образованию гибридных структур, способных выступать в качестве платформы для контролируемого высвобождения метилфеофорбида. Квантово-химические расчеты подтвердили устойчивость связывания фотосенсибилизатора как с полимером, так и с гидрофобными участками альбумина, а молекулярный докинг выявил ключевые зоны взаимодействия в белке. Предложенный механизм переноса метилфеофорбида с наночастицы в сайты связывания БСА открывает новые возможности для создания комбинированных систем доставки, где полимер обеспечивает стабильность, а белок — направленный транспорт. Полученные результаты имеют важное прикладное значение для разработки препаратов в фотодинамической терапии, позволяя оптимизировать нанокомпозиты для повышения их биодоступности и терапевтической эффективности.

В данном исследовании принимали участие: Нина Емельянова – Лаборатория структурной химии, Светлана Курмаз – Лаборатория радикальной полимеризации, Дарья Полетаева, Александр Жиленков – Лаборатория физико-химической биологии физиологически активных соединений

Emelyanova N.S., Kurmaz S.V., Poletaeva D.A., Zhilenkov A.V. // Intermolecular interactions between bovine serum albumin and nanosized methylpheophorbide systems based on amphiphilic copolymers of N-vinylpyrrolidone of different compositions. Experiment and quantum-chemical modeling. // Structural Chemistry, 07 February 2025, Q-2, IF = 2,1

https://link.springer.com/article/10.1007/s11224-025-02448-z