Желатиновые капсулы или оболочки таблеток могут защитить лекарственные вещества от соляной кислоты в желудке, пищеварительных ферментов и других химически активных веществ. Но в клетки кишечника препарат всасывается в виде беззащитных перед очередными ферментами молекул. В крови (в том числе при внутривенном введении) на него могут наброситься антитела и другие белки. Потом лекарство попадает в печень, главная задача которой — разрушать все чужеродные вещества, и в почки, которые выводят их из организма. В результате не только меняется концентрация препарата в расчете на килограмм веса пациента, но и само действующее вещество после множества химических реакций может превратиться в нечто бесполезное и даже вредное.
Когда то, что осталось от 0,5 г или 0,001 мг препарата, входившего в состав таблетки, наконец добирается до внутренних органов, возникает новая проблема. Лекарство поступает во все клетки организма, а не только в больные, и таблетка, например, «от головы» действует также на сердце, печень, легкие — и далее по анатомическому атласу. И чем более сильнодействующим является препарат, тем больше для него справедлива пословица «одно лечим, другое калечим». Особенно остро эта проблема стоит в онкологии: там применяют настолько токсичные вещества, что врачам приходится балансировать на лезвии бритвы, чтобы уничтожить опухоль и при этом не убить пациента.
Липосома в процессе слияния с клеточной мембраной (компьютерная модель)
Оболочка и система наведения
Первым шагом в деле доставки лекарств точно «по адресу», в больной орган, стало открытие в 1960-х годах липосом. Липосомы состоят из жироподобных веществ — фосфолипидов или других молекул, имеющих гидрофильную «головку» и гидрофобный «хвост». В водном растворе эти молекулы сами собой собираются в двухслойные шарики, как будто занимают круговую оборону. А внутренность шарика заполняет растворенное в воде лекарственное вещество. Для защиты липосом от преждевременного разрушения используют своего рода стелс-технологии: шарики покрывают слоем полиэтиленгликоля — инертного вещества, которое делает микрочастицы невидимыми для иммунной системы. Такие микросферы защищают препарат от ферментов на пути к клетке и не позволяют ему раствориться в крови или межтканевой жидкости. Это особенно важно для токсичных веществ — их общее негативное действие на организм заметно снижается. При контакте с мембраной клетки липосома сливается с ней, высвобождая действующее вещество. Вот только отличить больную клетку от здоровой липосома сама по себе не может.
Чтобы навести микроскопическую бомбу на цель, к ее поверхности прикрепляют специальные белки, называемые антителами, которые система иммунитета использует для опознавания «чужаков». Наткнувшись на молекулу антигена (например, белок оболочки вируса), антитело меняет свою форму — для клеток иммунной системы это означает «вызываю огонь на себя». По специфическим, не характерным для здоровых клеток белкам антитела распознают и «свои» клетки, ставшие опасными для организма, — зараженные вирусами, мутировавшие или злокачественные. Их в организме, по разным оценкам, ежедневно образуется от нескольких десятков тысяч до миллионов, а в опухоль они развиваются тогда, когда иммунная система не справляется с их уничтожением.