С масел жизни: эмульсии из хвойных «отходов» предотвратят новые пандемии
Ученые разработали средство, которое поможет людям усилить иммунитет и справиться с сезонными инфекционными заболеваниями и эпидемиями типа COVID-19. Разработка представляет собой наноэмульсию, созданную с применением экстрактов хвойных деревьев. Она может стать основой для широкого спектра общеукрепляющих препаратов, а также будет востребована в сфере создания биоактивных косметических препаратов для защиты кожи. Другим важным направлением ее применения рассматривают ветеринарию. Инъекция нового препарата животным усиливает их сопротивляемость болезням и улучшает качество шерсти, что востребовано в пушной и кожевенной промышленности.
Натуральные компоненты
Наноэмульсию, которая защитит людей от инфекционных заболеваний, создали в Институте теоретической и экспериментальной биофизики в наукограде Пущино. Разработка также даст людям возможность справиться с волнами эпидемий, вызванных штаммами гриппа, коронавирусами SARS-CoV и других опасных возбудителей инфекций.
Эффективность нового средства обусловлена действием терпеноидов — веществ, которые входят в состав эфирных масел сосны, пихты, кедра и других хвойных деревьев. В живой природе терпеноиды помогают растениям справиться с микробами и вредителями, а также с неблагоприятными факторами окружающей среды, такими, например, как перегревы или охлаждения.
Ученые предложили использовать эти вещества в качестве усилителя сквалена — средства, стимулирующего иммунную систему, которое традиционно используют как основу при изготовлении многих оздоравливающих препаратов. Актуальность разработки заключается в том, что сквален дефицитен и не производится в России.
Как рассказала «Известиям» соавтор исследований, заведующая лабораторией биомедицинских технологий ИТЭБ РАН Ирина Фадеева, объединение биологически активных веществ превзошло все ожидания.
— В ходе наших работ было показано, что добавление всего лишь 1% терпентинного масла умножает действие сквалена как минимум в четыре раза. При этом повышается стабильность препарата. Вместе с тем новый состав может сохранять свои полезные свойства минимум от двух до четырех лет, тогда как «чистые» скваленовые эмульсии остаются годными к применению не более года, — отметила ученый.
Она добавила, что процедура добычи терпентинных масел хорошо известна российским производителям. В настоящее время их получают в качестве побочных продуктов при переработке хвойных деревьев. Создание эмульсии на основе терпеноидов тоже базируется на отечественных разработках. Оборудование и технологии для такого производства были созданы в ИТЭБ РАН под руководством профессора Евгения Ильича Маевского.
Заведующая лабораторией биомедицинских технологий ИТЭБ РАН Ирина Фадеева
— Эта аппаратура позволяет получать эмульсию с частицами, идентичными друг другу, размером всего несколько десятков нанометров. При этом сырье полностью перерабатывается в полезный продукт, тогда как на аналогичных производствах за рубежом этот показатель не превышает 50%, — рассказала Ирина Фадеева.
По словам специалиста, наноразмерность частиц также критически важна. Благодаря этому свойству частицы эмульсии легко проникают в органы человеческого тела и стимулируют клетки-защитники. Они как бы получают команду отразить атаку. В результате слабый организм становится сильным, а сильный — суперустойчивым.
Всего один укол
Наиболее эффективный способ применения препарата, считает Ирина Фадеева, — это инъекция. Такой метод быстро мобилизует иммунитет — всего за несколько часов в отличие от, например, таблеток или экстрактов, которые нужно принимать неделями.
По мнению специалиста, оперативность действия препарата позволит срочно повысить защиту организма в преддверии сезонных обострений инфекций или при наступлении пандемии. Одного укола с двумя миллилитрами лекарства хватит, чтобы человек защитил себя на сезон.
— Наноэмульсии, включающие природные растительные терпеноиды, будут эффективны и при создании коллективного иммунитета. Опыт коронавирусных пандемий показал, насколько человечество уязвимо перед волнами массовых заболеваний, поэтому готовиться к ним необходимо заранее, — пояснила Ирина Фадеева.
Она подчеркнула, что в случае сложной эпидемической обстановки препараты, сделанные на базе наноэмульсии терпентинных масел и сквалена, помогут людям не заболеть в первые дни наступления инфекции и дождаться, когда будут разработаны вакцины и развернуты системы противодействия.
Вместе с тем перспективы применения новой разработки ученые видят в космецевтике. Это наука об уходе за кожей, ее защите и лечении. По словам специалистов, форма наноэмульсии в этом направлении очень удобна, так как ультрамалые частицы легко проникают в кожу и создают в ней оборонительный рубеж, непреодолимый для патогенных бактерий.
— Кожа — это важный орган, который ограждает нас от инфекций. Тело человека состоит из 1013 клеток, а бактерий, которые населяют наше тело, — около 1014. На порядок больше. Поэтому иммунитет кожи необходимо поддерживать, — рассказала Ирина Фадеева.
Также на базе нового средства можно создать препараты для ветеринарии, считают разработчики. Исследования показали, что инъекция наноэмульсии подопытным животным делает их организмы сверхустойчивыми к инфекциям. При этом улучшается качество их кожи и шерсти. Она становится шелковистой, что особенно важно для пушной и кожевенной промышленности.
Будущее медицинских препаратов
Создание эмульсий на основе сквалена и терпентинного масла — это только первый шаг, отметила Ирина Фадеева. В будущем российские производители смогут полностью перейти на отечественные компоненты. Однако на сегодня заместить сквален сложно, так как это единственное вещество, которое одобрено Всемирной организацией здравоохранения как абсолютно безопасное для лекарственного применения.
— Лекарства на основе природных компонентов в настоящее время переживают свое второе рождение. Это происходит, потому что современная наука благодаря новым знаниям и оборудованию позволяет объяснить, как наши предки интуитивно правильно выбирали те или иные натуральные вещества для лечения и профилактики болезней. Поэтому исследования пущинских ученых, несомненно, важны, — считает старший научный сотрудник НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ Павел Назаров.
Однако он отметил, что, несмотря на положительный эффект, заявленный учеными, необходимо комплексно исследовать безвредность эмульсии, даже в составе со скваленом, который считается исключительно полезным и безопасным.
— Растения — это природные биолаборатории. Для защиты от инфекций они вырабатывают сложные органические соединения, которые людям трудно или невозможно воссоздать в лабораторных условиях. Поэтому при разработке лекарственных препаратов ученые все чаще обращаются к травам и деревьям, — объяснил «Известиям» ведущий инженер лаборатории управления биосинтезом фотофторов Института биофизики СО РАН (Красноярск) Виктор Закомолдин.
По мнению специалиста, развитие информационных технологий дает человечеству возможность накапливать и анализировать большой объем данных. Это позволяет разрабатывать новые методы фитотерапии. Вместе с тем, чтобы добиться высокой стабильности и повторяемости результатов, необходимо разумное сочетание компьютерного моделирования и экспериментальных исследований.
— Зачастую прорывные идеи возникают на стыке уже зарекомендовавших себя направлений. Новая эмульсия — еще одно подтверждение этому. При ее разработке ученые соединили известные средства и получили отличный результат, — прокомментировал разработку ученых из Пущино руководитель Инжинирингового центра Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН Павел Заикин.
При этом он предостерег от преждевременной эйфории, так как впереди долгая работа по выводу препарата на рынок. Обычно этот процесс занимает 10–15 лет, что связано с большим объемом регламентируемых проверок. Правда, при необходимости сроки можно сократить в разы, как это было при разработке вакцин против COVID-19.
