Отзыв ведущей организации (Монослои и мембранные везикулы на основе комплексов амфифильных веществ, полимеров и наночастиц)

ии ФГБУН химической Российской ИБХФ РАН), очкин И.Н. физик ОТЗЫВ ведущей организации на диссертационную работу Кима Виталия Павловича «Монослои и мембранные везикулы на основе комплексов амфифильных веществ, полимеров и наиочастицхч представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальностям 03.01.02 — Биофизика, 03.01.08 — Биоинженерия. Актуальность темы диссертации Диссертационная работа В.П.

Кима посвящена получению н исследованию новых нанокомпозитных функциональных структур: ленгмюровских монослоев и мембранных везикул, а также исследованию влияния физических и химических воздействий на их свойства. Данные исследования являются актуальными поскольку результаты работы с одной стороны имеют прикладной характер, в частности, могут быть использованы в биомедицинских приложениях, с другой стороны представляют большой интерес для выяснения механизмов фундаментальных структурноф> нкциональных взаимосвязей в биологических системах.

Известно, что мембранные везикулы с заданными свойствами могут быть использованы для адресной доставки лекарственных веществ. Данная область является актуальной и перспективной поскольку такой подход к терапии самых различных заболеваний, в том числе онкологических и нейродегенеративных, имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами.

А именно, при адресной доставки лекарственных веществ существенно снижаются побочные воздействия на здоровые клетки н ткани, необходимая лекарственная дозировка может быть уменьшена и терапевтическое воздействие нацелено строго на очаг заболевания. Разработка подобных наноструктурированных систем связана с рядом трудностей, поскольку такие структуры должны быть стабильными, биосовместимыми, управляемыми и т.д. В области адресной доставки лекарственных веществ сейчас ведутся разработки различных типов носителей — капсул. Среди них полимерные капсулы, наночастицы типа ядро-оболочка, липидные капсулы, вирусные носители и т.д.

В свою очередь, разрабатываются и новые методы управляемой активации капсул внутри организма, за счет физических и химических методов воздействий: ультразвуковое, электромагнитное воздействия, влияние уровня рН среды и т.д. Создание и экспериментальное исследование ленгмюровских монослоев и мембранных везикул на основе органических, в том числе биологических, и неорганических веществ было проведено в диссертационной работе В.П.

Кима. Данная работа представляется актуальной, в связи с тем, что несмотря на развитие технологии адресной доставки лекарств, проблема создания эффективных средств капсулирования и адресной доставки веществ до конца не решена. Научная новизна диссертации Впервые получены и исследованы ленгмюровские монослои на основе амфифильного полиамина стеароилспермина и липидоподобного (транс-4,5-ди(додецилоксикарбонил)-транс-2- соединения морфолиноциклогексанол), структура молекул которого зависит от величины рН среды. Установлено и исследовано комплексообразование данных ленгмюровских монослоев с полианионами, наночастицами магнетита и золота. Получены и исследованы новые многокомпонентные мембранные везикулы на основе стеароилспермина, фосфатидилхолина, полиамнионов, наночастиц золота и магнетита. Впервые экспериментально выявлено и исследовано влияние наносекундных электрических импульсов высокой напряженности на структуру синтезированных мембранных везикул.

Достоверность и обоснованность результатов исследования Достоверность и обоснованность результатов и выводов диссертационной работы подтверждается воспроизводимостью проведенных экспериментов, совпадением результатов исследований, проведенных различными независимыми методами, и согласованностью с результатами работ других авторов. Основные положения и результаты работы Диссертационная работа состоит из Введения, пяти глав„результатов и Выводов, Списка литературы, содержащего 124 ссылки на источники.

Общий объем работы составляет 113 страниц. Во Введении сформулированы цели и задачи работы, положения, выносимые на защиту, аргументированы актуальность и практическая значимость работы, обозначена научная новизна работы. В первой главе приводится обзор литературы, дано описание современного состояния исследований нанокомпозитных и полимерных нанопленочных систем, биомиметических структур и везикул на основе амфифильных молекул. В обзоре литературы представлены сведения о применении таких систем в качестве агентов для адресной доставки лекарственных веществ. В данной части работы рассмотрены популярные методы доставки и активации функциональных капсул внутри организма. Вторая глава посвящена получению и исследованию ленгмюровских монослоев на основе липидоподобного соединения, структура молекул которого зависит от величины рН водной среды.

В главе подробно описан эксперимент по формированию данных ленгмюровских монослоев на поверхности водных субфаз с различным уровнем рН. Основываясь на полученных изотермах сжатия и результатах исследований монослоев методом атомно-силовой микроскопии, описаны структурные изменения ленгмюровского монослоя и мицелл, образующихся в приповерхностном слое. В третьей главе приводятся результаты исследований по формированию ленгмюровских монослоев стеароилспермина и их комплексообразованию с наночастицами магнетита и молекулами нативной ДНК.

Приводятся результаты характеризации стеароиспермина методом ИК спектроскопии, описание методики синтеза наночастиц магнетита и результаты характеризации их методом электронного парамагнитного резонанса и просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что стеароилспермин обладает ярко выраженными амфифильными свойствами, а ленгмюровские монослои на его основе образуют комплексы с наночастицами магнетита и молекулами ДНК. В главе представлены соответствующие графики изотерм сжатия монослоя и результаты исследований полученных нанокомпозитных структур методом атомно- силовой микроскопии.

Четвертая глава посвящена получению и исследованию оригинальных нанокомпозитных мембранных везикул на основе стеароилспермина, фосфатидилхолина, наночастиц золота, наночастиц магнетита, золотых наностержней, полианионов (ДНК и полистиролсульфоната натрия). В главе приводится описание синтезов данных нанокомпозитных мембранных везикул и наночастиц золота. Показана возможность капсулирования синтезированными везикулами низкомолекулярных веществ на примере соли МаС!. Представлены результаты исследования полученных структур методами атомно-силовой микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, динамического светорассеяния. Основываясь на полученных результатах, обозначено комплексообразование данных нанокомпозитных мембранных везикул с неорганическими наночастицами и молекулами полианионов.

В пятой главе представлены результаты исследований воздействия наносекундных электрических импульсов высокой напряженности на полученные нанокомпозитные мембранные везикулы. Показано, что при данном воздействии целостность мембранной структуры везикул нарушается„что приводит к выходу капсулированного вещества в наружный объем. Выводы основываются на результатах исследований мембранных везикул методами просвечивающей электронной микроскопии и кондуктометрии. Выводы диссертации отражают и резюмируют полученные автором результаты экспериментов, соответствуют поставленным в работе задачам, обоснованны и достоверны. Замечания и недостатки Работа, в целом оставляющая самое благоприятное впечатление, не свободна от некоторых недостатков.

Так, на стр. 61 говориться о том, что средний размер синтезированных наночастиц магнетита, полученный методами просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и динамического светорассеяния (ДСР), составил 3,7 нм. Однако в работе, вопервых, не указано — какой прибор был использован для измерения размеров частиц методом ДСР; во-вторых, метод ДСР дает гидродинамический размер частиц, т.е. с учетом их гидратации. Это подразумевает, что размеры частиц, измеренные методами ПЭМ и ДСР, могут в общем случае отличаться. Вероятно, было бы полезно дать пояснения, почему размеры совпадают.

Также в работе отсутствует пояснение о возможности капсуляции синтезированными мембранными везикулами реальных лекарственных веществ. Недостаточно подробно описаны методики проведения эксперимента, например на стр. 81 не приведена концентрация детергента тритона Х-100 при котором происходит разрушение липосом. Приведенные замечания не носят принципиального характера, не затрагивают сути работы, ее основных выводов и результатов и ни в коей мере не снижают общей положительной оценки работы. Заключение Диссертационная работа В.П.