В Самарском университете с помощью импульсного магнитного поля в два раза увеличили эффективность лекарства от тромбов

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева проводят серию исследований по воздействию импульсного магнитного поля (ИМП) с индукцией 1-3 тесла на лекарственные препараты. Изучается лекарственный препарат пентоксифиллин, который уменьшает вязкость крови, предотвращая образование тромбов, и увеличивает концентрацию кислорода в тканях (1).

Ранее междисциплинарная группа ученых (2) исследовала влияние импульсного магнитного поля на биологическую активность антибиотика и установила факт повышения его антибактериальной активности с использованием микроорганизмов рода Escherichia coli. Исследования были продолжены на другом лекарственном препарате, который является антиагрегантом – пентоксифиллине. Эксперименты по исследованию антиагрегационной активности выполнялись в условиях in vitro на крови здоровых доноров. Результаты экспериментов отражены в журналах "Бутлеровские сообщения" (3) и "Актуальные вопросы биологической физики и химии" (4). 

Безопасность применения облученного ИМП пентоксифиллина проверялась на мышах. Обработанный препарат исследовался на наличие образования свободных радикалов методом хемилюминесценции. Вредных последствий от облучения ИМП не было обнаружено. 

Главное внимание уделяется исследованию механизма такого значительного изменения биологической активности лекарств. Препараты, на которые импульсное магнитное поле оказывает влияние, являются веществами-ингибиторами. Действуя по одинаковому механизму, они при облучении могут изменять сродство к активному центру фермента.

Ученые изучили продолжительность действия облучения лекарств. "Нам стало интересно, сколько времени держится эффект от облучения препаратов импульсным магнитным полем, и мы провели такие исследования. Установлено, что эффект воздействия от ИМП сохраняется от трех часов до одних суток в зависимости от интенсивности облучения", - пояснила доцент кафедры биохимии, биотехнологии и биоинженерии Татьяна Васильева.

Сейчас ученые готовятся к проведению дополнительных опытов по изучению влияния вспомогательных веществ на биологическую активность медицинских препаратов. Достигнута договоренность, что такие эксперименты помогут провести специалисты с кафедры химии. 

Параллельно с исследованием пентоксифиллина в рамках гранта планируется продолжить работы по воздействию ИМП на антибиотики. Грант был выделен Фондом содействия инновациям - в конце апреля Наталья Роденко стала победителем конкурса проектов по программе "УМНИК".

"В процессе работы над грантом планируется провести эксперименты по изучению субстрат-связывающих констант для ферментов. Будем исследовать антибактериальную активность чистой субстанции антибиотика без вспомогательных веществ после воздействия ИМП, изучать биологическую активность и время сохранения эффекта при облучении антибиотика с использованием микроорганизмов рода Staphylococcus", - сообщила Роденко. По ее словам, также планируется разработать технологию облучения лекарственных препаратов для увеличения их биологической активности. Магнитно-импульсная установка (МИУ) "Био" по облучению лекарств уже создана на базе НИЛ-41 Самарского университета.

Для справки

1. Русский медицинский журнал опубликовал данные о возможности использования пентоксифиллина в составе комплексной терапии COVID-19 для предотвращения тромбообразования. При поражении вирусом SARS-CoV-2 у больных с тяжелым течением болезни выявляются множественные тромбы в сосудах различных органов, прежде всего, в легких, поэтому, по мнению экспертов журнала, больным пневмонией, вызванной коронавирусом, показана ранняя антикоагулянтная и антиагрегантная терапия, в том числе подчеркивается целесообразность назначения "антиагрегантов эритроцитарной направленности (пролонгированных форм пентоксифиллина)".
2. В междисциплинарную группу ученых вошли научные сотрудники кафедр обработки металлов давлением, неорганической химии, биохимии, биотехнологии и биоинженерии, а также студенты. Кроме того, к исследованиям привлекались ученые из Башкирского государственного медицинского университета и ученые из Татарстана и Подмосковья.
3. Роденко Н.А., Беляева И.А., Васильева Т.И. и др. Изменение активности различных антиагрегантов тромбоцитов при их облучении импульсным магнитным полем высокой напряженности // Бутлеровские сообщения. — 2019. — Т. 59. № 9. — С. 117-124.
4. Роденко Н.А., Васильева Т.И., Беляева И.А. Возможность применения лекарственных препаратов после облучения импульсным магнитным полем высокой напряженности // Актуальные вопросы биологической физики и химии. — 2019. — Т. 4. № 1. — С. 102-106.

О технологии МИОМ. Самарский университет занимается исследованиями в области магнитно-импульсных технологий уже несколько десятилетий. В университете на кафедре обработки металлов давлением была сформирована научно-исследовательская лаборатория НИЛ-41 под руководством профессора Владимира Глущенкова. В лаборатории разрабатываются специальные методы штамповки, среди которых основное место занимает магнитно-импульсная обработка металлов (МИОМ).
Технология МИОМ нашла широкое внедрение в аэрокосмической, автомобильной и других отраслях промышленности. Учеными лаборатории разработан типовой ряд установок и технологий, которые имеют большое практическое значение.
Подобные установки различных модификаций Самарский университет изготавливает и поставляет для российских и зарубежных предприятий, где они используются для сборки кабелей ракет-носителей, высокоточной штамповки деталей самолетов, производства элементов трубопроводных систем, сварки заготовок из алюминиевых и медных сплавов. В последнее время самарскими инженерами и медиками ведется работа по изучению воздействия импульсного магнитного поля на живые клетки. Исследования носят междисциплинарный характер на стыке медицины, биологии и физики. В работах активное участие принимают студенты.

«УМНИК» (Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса) — программа выявления и поддержки молодых ученых, стремящихся к самореализации через инновационную деятельность. «УМНИК» существует с 2007 года. За это время в ней приняли участие более 70 тысяч человек, свыше 12 тысяч стали победителями. Программа проводится по пяти направлениям. Победители программы получают финансирование в размере 500 тысяч рублей сроком на два года на развитие научно-инновационного проекта.

Фото: Анастасия Похильчук, Даниил Бабонин