Физики Объединенного института ядерных исследований работают над созданием антибактериальных и противоопухолевых препаратов на основе природного органического соединения, которое содержится в крестоцветных овощах — брокколи, редисе, цветной и белокочанной капусте. Ученые нашли способ поместить действующее вещество в нанокапсулу, выполняющую роль одновременно защитного «бронированного контейнера» и «умного навигатора». Об этом на Международной конференции «Синхротронные исследования: Наука, Знания, Инновации, Будущее» (SKIF-2026) рассказала старший научный сотрудник Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ Юлия Горшкова.
Фото Ольги Зайцевой
В основе разработки лежит сульфорафан — органическое соединение (изотиоцианат), образующееся в крестоцветных овощах при ферментативном расщеплении глюкозинолатов, особых серосодержащих веществ. В мировой фармакологии и медицине к этой малой молекуле приковано колоссальное внимание: количество посвященных ей научных статей в международной базе PubMed растет экспоненциально. Интерес ученых обусловлен доказанной биологической активностью сульфорафана, который способен избирательно запускать гибель опухолевых клеток и эффективно уничтожать штаммы бактерий, устойчивых к антибиотикам.
Однако на пути создания реального лекарства стоит серьезное препятствие — критическая нестабильность и низкая биодоступность молекулы в свободном виде. Попадая в организм человека, незащищенный сульфорафан сталкивается с тремя барьерами:- Мгновенное разрушение. Молекула чрезвычайно чувствительна к температуре, свету и агрессивной кислой среде желудочно-кишечного тракта;
- Отсутствие адресности. Вещество быстро распределяется по здоровым тканям, не успевая накопиться в очаге болезни в нужной терапевтической концентрации.
- Быстрое выведение. Организм метаболизирует и выводит изотиоцианат до того, как тот успеет оказать лечебное действие.
Для защиты и адресной транспортировки лекарственного соединения ученые используют биомиметические липосомы. Эти наночастицы изолируют хрупкую молекулу от разрушения в кровотоке, обеспечивают ее пролонгированное высвобождение и позволяют прицельно доставлять терапевтический агент внутрь пораженных клеток. Однако без понимания точных механизмов интеграции сульфорафана в защитную липидную мембрану невозможно рассчитать дозировку и гарантировать стабильность будущего препарата.
В своем новом исследовании физики ОИЯИ расшифровали наноструктурные параметры интеграции сульфорафана в липидный бислой, заложив основу для проектирования стабильных смарт-лекарств. Комплексные данные о поведении этой системы ученые получили методом малоуглового рентгеновского рассеяния в сочетании с комплиментарными методами: инфракрасной спектроскопией с преобразованием Фурье, дифференциальной сканирующей калориметрией и компьютерным моделированием.
Как рассказала на конференции SKIF-2026 Юлия Горшкова, данная работа — наглядный пример того, как фундаментальная физика рассеяния рентгеновского излучения и смежные методы позволяют конструировать смарт-лекарства на наноуровне. Понимание структурных изменений в мембранах необходимо, чтобы точно прогнозировать транспорт, накопление и биологическую активность доставляемых молекул — от растительных экстрактов до терапевтических РНК и ДНК.
Справка о конференции:
Международная конференция «Синхротронные исследования: Наука, Знания, Инновации, Будущее» (SKIF-2026) проходит с 18 по 23 октября 2026 года при поддержке Российского научного фонда (РНФ) и приурочена к открытию Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»). Участники конференции обсуждают современные тенденции и перспективы исследований с использованием методов синхротронного излучения в интересах фундаментальной науки и промышленных применений, возможности источников синхротронного излучения и устройств его генерации, а также разработку оборудования и программного обеспечения для экспериментальных станций.
Организаторы мероприятия: Институт катализа СО РАН, ЦКП «СКИФ», Институт ядерной физики СО РАН, Министерство науки и высшего образования РФ, НИЦ «Курчатовский институт», Правительство Новосибирской области и Сибирское отделение РАН.
