Таргетная доставка протективных субстанций с помощью наноразмерных носителей при ишемическом–реперфузионном повреждении почек
https://doi.org/10.36485/1561-6274-2026-30-1-20-37
EDN: BOBKBX
Аннотация
Острое ишемическое–реперфузионное повреждение (ИРП) является основной причиной острого повреждения почек. В экспериментальных исследованиях показано, что выраженность ИРП почечной ткани может быть уменьшена с помощью ряда фармакологических воздействий. При этом успешные попытки переноса этих данных в клиническую практику отсутствуют, в том числе из-за неоптимальных фармакокинетических параметров используемых препаратов, их низкой биодоступности или возникновения побочных эффектов при системном введении. Для решения этих проблем в последние годы ведется разработка систем направленной доставки препаратов при ИРП почки с помощью наноразмерных носителей. Связывание с наночастицами позволяет добиться преимущественного накопления действующего вещества в почках с последующим контролируемым высвобождением. Для активной направленной доставки препаратов в почку при ИРП начинают использоваться платформы, содержащие специфические направляющие лиганды, а также группировки, чувствительные к локальным условиям среды. Наибольшее количество исследований, связанных с разработкой систем направленной доставки препаратов в ткань почки, касается антиоксидантов и противовоспалительных агентов. Перспективы совершенствования систем направленной доставки связаны с активным таргетированием поврежденной ткани почки, в том числе путем использования биоподобных покрытий лекарственных наночастиц на основе мембран клеток крови.
Ключевые слова
Об авторах
Ю. В. ЧебуркинРоссия
Чебуркин Юрий Владимирович, канд. мед. наук, заведующий НИЛ инфекционных патогенов и биомолекулярных наноструктур
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, д. 2
Тел.: (812) 7025168
Е. А. Смирнов
Россия
Смирнов Евгений Алексеевич, НИЛ инфекционных патогенов и биомолекулярных наноструктур, младший научный сотрудник
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, д. 2
Тел.: (812) 7025168
Е. А. Мурашко
Россия
Мурашко Екатерина Александровна, канд. хим. наук, заведующий НИЛ метаболомного и метаболического профилирования; кафедра химии, ассистент
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, д. 2
Тел.: (812) 7025168
А. А. Колобов
Россия
Колобов Алексей Александрович, канд. биол. наук, лаборатория химии пептидов, ведущий научный сотрудник
188663, Ленинградская обл., Всеволожский мкр-н, г. п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 6/2, корп. 93
Тел.: (812) 7025168
А. Б. Бондаренко
Россия
Бондаренко Андрей Борисович, НИЛ инфекционных патогенов и биомолекулярных наноструктур, младший научный сотрудник; кафедра медицинской биологии, старший преподаватель
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, д. 2; 194100, Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2
Тел.: (812) 7025168
Н. О. Ситков
Россия
Доц. Ситков Никита Олегович, канд. техн. наук, НИЛ инфекционных патогенов и биомолекулярных наноструктур, ведущий научный сотрудник; кафедра микро- и наноэлектроники
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, д. 2; 197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 5, лит. Ф.
Тел.: (812) 7025168
М. М. Галагудза
Россия
Проф. Галагудза Михаил Михайлович, д-р мед. наук, чл.-кор. РАН, директор Института экспериментальной медицины; заведующий кафедрой патологической физиологии; главный научный сотрудник
197341, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, д. 2; 198095, Санкт-Петербург, ул. Ивана Черных, д. 31-33, лит. А.
Тел.: (812) 7025168
Список литературы
1. Case J, Khan S, Khalid R, Khan A. Epidemiology of acute kidney injury in the intensive care unit. Crit Care Res Pract 2013;2013:479730. doi: 10.1155/2013/479730
2. Turgut F, Awad AS, Abdel-Rahman EM. Acute Kidney Injury: Medical Causes and Pathogenesis. J Clin Med 2023;12(1):375. doi: 10.3390/jcm12010375
3. Malek M, Nematbakhsh M. Renal ischemia/reperfusion injury; from pathophysiology to treatment. J Renal Inj Prev 2015;4(2):20–27. doi: 10.12861/jrip.2015.06
4. Chatterjee PK. Novel pharmacological approaches to the treatment of renal ischemia-reperfusion injury: a comprehensive review. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 2007;376(1– 2):1–43. doi: 10.1007/s00210-007-0183-5
5. Liu D, Du Y, Jin FY et al. Renal Cell-Targeted Drug Delivery Strategy for Acute Kidney Injury and Chronic Kidney Disease: A Mini-Review. Mol Pharm 2021;18(9):3206–3222. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.1c00511
6. Bonventre JV, Yang L. Cellular pathophysiology of ischemic acute kidney injury. J Clin Invest 2011;121(11):4210–4221. doi: 10.1172/JCI45161
7. Lieberthal W, Nigam SK. Acute renal failure. I. Relative importance of proximal vs. distal tubular injury. Am J Physiol 1998;275(5):F623–F631. doi: 10.1152/ajprenal.1998.275.5.F623
8. Kim MJ, Oh CJ, Hong CW, Jeon JH. Comprehensive overview of the role of mitochondrial dysfunction in the pathogenesis of acute kidney ischemia-reperfusion injury: a narrative review. J Yeungnam Med Sci 2024;41(2):61–73. doi: 10.12701/jyms.2023.01347
9. Li C, Yu Y, Zhu S et al. The emerging role of regulated cell death in ischemia and reperfusion-induced acute kidney injury: current evidence and future perspectives. Cell Death Discov 2024;10(1):216. doi: 10.1038/s41420-024-01979-4
10. DeWolf SE, Kasimsetty SG, Hawkes AA et al. DAMPs Released from Injured Renal Tubular Epithelial Cells Activate Innate Immune Signals in Healthy Renal Tubular Epithelial Cells. Transplantation 2022;106(8):1589–1599. doi: 10.1097/TP.0000000000004038
11. Su X, Liu B, Wang S et al. NLRP3 inflammasome: A potential therapeutic target to minimize renal ischemia/reperfusion injury during transplantation. Transpl Immunol 2022;75:101718. doi: 10.1016/j.trim.2022.101718
12. Wahl P, Schoop R, Bilic G et al. Renal tubular epithelial expression of the costimulatory molecule B7RP-1 (inducible costimulator ligand). J Am Soc Nephrol 2002;13(6):1517–1526. doi: 10.1097/01.asn.0000017901.77985f
13. Matsumura Y, Maeda H. A new concept for macromolecular therapeutics in cancer chemotherapy: mechanism of tumoritropic accumulation of proteins and the antitumor agent smancs. Cancer Res 1986;46(12 Pt 1):6387–6392.
14. Gatto MS, Johnson MP, Najahi-Missaoui W. Targeted Liposomal Drug Delivery: Overview of the Current Applications and Challenges. Life 2024;14(6):672. doi: 10.3390/life14060672
15. Skwarczynski M, Bashiri S, Yuan Y et al. Antimicrobial Activity Enhancers: Towards Smart Delivery of Antimicrobial Agents. Antibiotics 2022;11(3):412. doi: 10.3390/antibiotics11030412
16. Korolev D, Shumilo M, Shulmeyster G et al. Hemolytic Activity, Cytotoxicity, and Antimicrobial Effects of Silver Nanoparticles Conjugated with Lincomycin or Cefazolin. Int J Mol Sci 2022;23(22):13709. doi: 10.3390/ijms232213709
17. Galagudza M, Korolev D, Postnov V et al. Passive targeting of ischemic-reperfused myocardium with adenosine-loaded silica nanoparticles. Int J Nanomedicine 2012;7:1671–1678. doi: 10.2147/IJN.S29511
18. Ren JX, Ma HY, Yin WJ et al. Emerging Targeted Delivery Strategies of Nanosystems for Ischemic Stroke Treatment. Int J Nanomedicine 2025;20:8143–8171. doi: 10.2147/IJN.S519328
19. Roointan A, Xu R, Corrie S et al. Nanotherapeutics in Kidney Disease: Innovations, Challenges, and Future Directions. J Am Soc Nephrol 2025;36(3):500–518. doi: 10.1681/ASN.0000000608
20. Yan S, Na J, Liu X, Wu P. Different Targeting Ligands-Mediated Drug Delivery Systems for Tumor Therapy. Pharmaceutics 2024;16(2):248. doi: 10.3390/pharmaceutics16020248
21. Xian X, Ren Q, Du H et al. Advances in Homing Peptide Targeted Therapies. Int J Pept Res Ther 2025;31:36. doi: 10.1007/s10989-024-10682-y
22. Zielonka J, Joseph J, Sikora A et al. Mitochondria-Targeted Triphenylphosphonium-Based Compounds: Syntheses, Mechanisms of Action, and Therapeutic and Diagnostic Applications. Chem Rev 2017;117(15):10043–10120. doi: 10.1021/acs.chemrev.7b00042
23. Zhang S, Zhang X, Gao H et al. Cell Membrane-Coated Biomimetic Nanoparticles in Cancer Treatment. Pharmaceutics 2024;16(4):531. doi: 10.3390/pharmaceutics16040531
24. Liu Z, Liu X, Yang Q et al. Neutrophil membrane-enveloped nanoparticles for the amelioration of renal ischemia-reperfusion injury in mice. Acta Biomater 2020;104:158–166. doi: 10.1016/j.actbio.2020.01.018
25. Wang X, Bai R. Advances in smart delivery of magnetic field-targeted drugs in cardiovascular diseases. Drug Deliv 2023;30(1):2256495. doi: 10.1080/10717544.2023.2256495
26. Li H, Zhang Y, Shu H et al. Highlights in ultrasound-targeted microbubble destruction-mediated gene/drug delivery strategy for treatment of malignancies. Int J Pharm 2022;613:121412. doi: 10.1016/j.ijpharm.2021.121412
27. Kong Y, Chen X, Liu F et al. Ultrasmall Polyphenol-NAD+ Nanoparticle-Mediated Renal Delivery for Mitochondrial Repair and Anti-Inflammatory Treatment of AKI-to-CKD Progression. Adv Mater 2024;36(30):e2310731. doi: 10.1002/adma.202310731
28. Hauser PV, Chang HM, Yanagawa N, Hamon M. Nanotechnology, Nanomedicine, and the Kidney. Appl Sci 2021;11(16):7187. doi: 10.3390/app11167187
29. Wu L, Chen M, Mao H et al. Albumin-based nanoparticles as methylprednisolone carriers for targeted delivery towards the neonatal Fc receptor in glomerular podocytes. Int J Mol Med 2017;39(4):851–860. doi: 10.3892/ijmm.2017.2902
30. Wang J, Poon C, Chin D et al. Design and in vivo characterization of kidney-targeting multimodal micelles for renal drug delivery. Nano Res 2018;11:5584–5595. doi: 10.1007/s12274-018-2100-2
31. Zuckerman JE, Choi CH, Han H, Davis ME. Polycation-siRNA nanoparticles can disassemble at the kidney glomerular basement membrane. Proc Natl Acad Sci USA 2012;109(8):3137– 3142. doi: 10.1073/pnas.1200718109
32. Yang J, Zhang R, Wang F et al. Red blood cell membranecamouflaged prednisolone acetate-loaded PLGA nanoparticles for kidney-targeted drug delivery. J Drug Deliv Sci Tech 2023;86:104693. doi: 10.1016/j.jddst.2023.104693
33. Lee TY, Lu HH, Cheng HT et al. Delivery of nitric oxide with a pH-responsive nanocarrier for the treatment of renal fibrosis. J Control Release 2023;354:417–428. doi: 10.1016/j.jconrel.2022.12.059
34. Williams RM, Shah J, Tian HS et al. Selective Nanoparticle Targeting of the Renal Tubules. Hypertension 2018;71(1):87–94. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.117.09843
35. Wang J, Masehi-Lano JJ, Chung EJ. Peptide and antibody ligands for renal targeting: nanomedicine strategies for kidney disease. Biomater Sci 2017;5(8):1450–1459. doi: 10.1039/c7bm00271h
36. Wischnjow A, Sarko D, Janzer M et al. Renal Targeting: Peptide-Based Drug Delivery to Proximal Tubule Cells. Bioconjug Chem 2016;27(4):1050–1057. doi: 10.1021/acs.bioconjchem.6b00057
37. Yoshitomi T, Hirayama A, Nagasaki Y. The ROS scavenging and renal protective effects of pH-responsive nitroxide radicalcontaining nanoparticles. Biomaterials 2011;32(31):8021–8028. doi: 10.1016/j.biomaterials.2011.07.014
38. Xie D, Xu Y, Jing W et al. Berberine nanoparticles protects tubular epithelial cells from renal ischemia-reperfusion injury. Oncotarget 2017;8(15):24154–24162. doi: 10.18632/oncotarget.16530
39. Yan J, Wang Y, Zhang J et al. Rapidly Blocking the Calcium Overload/ROS Production Feedback Loop to Alleviate Acute Kidney Injury via Microenvironment-Responsive BAPTA-AM/BAC Co-Delivery Nanosystem. Small 2023;19(17):e2206936. doi: 10.1002/smll.202206936
40. Zheng Z, Deng G, Qi C et al. Porous Se@SiO2 nanospheres attenuate ischemia/reperfusion (I/R)-induced acute kidney injury (AKI) and inflammation by antioxidative stress. Int J Nanomedicine 2018;14:215–229. doi: 10.2147/IJN.S184804
41. Li J, Duan Q, Wei X et al. Kidney-Targeted Nanoparticles Loaded with the Natural Antioxidant Rosmarinic Acid for Acute Kidney Injury Treatment. Small 2022;18(48):e2204388. doi: 10.1002/smll.202204388
42. Hou Y, Lin S, Xia J et al. Alleviation of ischemia-reperfusion induced renal injury by chemically modified SOD2 mRNA delivered via lipid nanoparticles. Mol Ther Nucleic Acids 2023;34:102067. doi: 10.1016/j.omtn.2023.102067
43. Zhang J, Ren X, Nie Z et al. Dual-responsive renal injury cells targeting nanoparticles for vitamin E delivery to treat ischemia reperfusion-induced acute kidney injury. J Nanobiotechnology 2024;22(1):626. doi: 10.1186/s12951-024-02894-7
44. Zuo Z, Luo M, Liu Z et al. Selenium nanoparticles alleviate renal ischemia/reperfusion injury by inhibiting ferritinophagy via the XBP1/NCOA4 pathway. Cell Commun Signal 2024;22(1):376. doi: 10.1186/s12964-024-01751-2
45. Zhou L, Tang S, Li F et al. Ceria nanoparticles prophylactic used for renal ischemia-reperfusion injury treatment by attenuating oxidative stress and inflammatory response. Biomaterials 2022;287:121686. doi: 10.1016/j.biomaterials.2022.121686
46. Saleh H, Salama M, Hussein RM. Polyethylene glycol capped gold nanoparticles ameliorate renal ischemia-reperfusion injury in diabetic mice through AMPK-Nrf2 signaling pathway. Environ Sci Pollut Res Int 2022;29(51):77884–77907. doi: 10.1007/s11356-022-21235-5
47. Huang ZW, Shi Y, Zhai YY et al. Hyaluronic acid coated bilirubin nanoparticles attenuate ischemia reperfusion-induced acute kidney injury. J Control Release 2021;334:275–289. doi: 10.1016/j.jconrel.2021.04.033
48. Qin S, Wu B, Gong T et al. Targeted delivery via albumin corona nanocomplex to renal tubules to alleviate acute kidney injury. J Control Release 2022;349:401–412. doi: 10.1016/j.jconrel.2022.07.013
49. Zhang J, Xie H, Wang T et al. Epicatechin-assembled nanoparticles against renal ischemia/reperfusion injury. J Mater Chem B 2022;10(36):6965–6973. doi: 10.1039/d2tb01301k
50. Wang N, Xue X, Zhang Z et al. Curcumin-loaded nanoparticles for renal ischemia-reperfusion injuries: Triple-play of redox homeostasis accommodation, lipid metabolism regulation, and nuclear magnetic tracing. Mater Today Bio 2025;33:101986. doi: 10.1016/j.mtbio.2025.101986
51. Han SJ, Williams RM, D’Agati V et al. Selective nanoparticle-mediated targeting of renal tubular Toll-like receptor 9 attenuates ischemic acute kidney injury. Kidney Int 2020;98(1):76–87. doi: 10.1016/j.kint.2020.01.036
52. Shen Y, Yang F, Wu F et al. STING antagonist-loaded renal tubule epithelial cell-mimicking nanoparticles ameliorate acute kidney injury by orchestrating innate and adaptive immunity. Nano Today 2024;55:102209. doi: 10.1016/j.nantod.2024.102209
53. Kim S, Jo H, Lee S et al. Targeted echogenic and antiinflammatory polymeric prodrug nanoparticles for the management of renal ischemia/reperfusion injury. J Control Release 2023;363:574–584. doi: 10.1016/j.jconrel.2023.10.004
54. Shin H, Jeong S, Lee Y et al. H2O2-Activatable Antioxidant Polymeric Prodrug Nanoparticles for the Prevention of Renal Ischemia/Reperfusion Injury. Biomacromolecules 2022;23(9):3810– 3821. doi: 10.1021/acs.biomac.2c00669
55. Guo L, Wang H, Liu X et al. Prolonged Retention of Albumin Nanoparticles Alleviates Renal Ischemia-Reperfusion Injury through Targeted Pyroptosis. ACS Appl Mater Interfaces 2024;16(44):59921–59933. doi: 10.1021/acsami.4c13481
56. Xu L, Xing Z, Yuan J et al. Ultrasmall Nanoparticles Regulate Immune Microenvironment by Activating IL-33/ST2 to Alleviate Renal Ischemia-Reperfusion Injury. Adv Healthc Mater 2024;13(13):e2303276. doi: 10.1002/adhm.202303276
57. Karimi Z, Asadi K, Ghahramani P, Gholami A. Trinitroglycerine-loaded chitosan nanoparticles attenuate renal ischemia-reperfusion injury by modulating oxidative stress. Sci Rep 2024;14(1):32112. doi: 10.1038/s41598-024-83886-3
58. Chen J, Vemuri C, Palekar RU et al. Antithrombin nanoparticles improve kidney reperfusion and protect kidney function after ischemia-reperfusion injury. Am J Physiol Renal Physiol 2015;308(7):F765–F773. doi: 10.1152/ajprenal.00457.2014
59. Vallorz EL, Janda J, Mansour HM, Schnellmann RG. Kidney targeting of formoterol containing polymeric nanoparticles improves recovery from ischemia reperfusion-induced acute kidney injury in mice. Kidney Int 2022;102(5):1073–1089. doi: 10.1016/j.kint.2022.05.032
60. Xie D, Wang J, Hu G et al. Kidney-Targeted Delivery of Prolyl Hydroxylase Domain Protein 2 Small Interfering RNA with Nanoparticles Alleviated Renal Ischemia/Reperfusion Injury. J Pharmacol Exp Ther 2021;378(3):235–243. doi: 10.1124/jpet.121.000667
61. Jiang W, Hou X, Qi Y et al. pH-Activatable Pre-Nanozyme Mediated H2S Delivery for Endo-Exogenous Regulation of Oxidative Stress in Acute Kidney Injury. Adv Sci 2024;11(18):e2303901. doi: 10.1002/advs.202303901
62. Embaby EM, Saleh RM, Marghani BH et al. The combined effect of zinc oxide nanoparticles and milrinone on acute renal ischemia/reperfusion injury in rats: Potential underlying mechanisms. Life Sci 2023;323:121435. doi: 10.1016/j.lfs.2023.121435
63. Xu M, Zhao M, Zheng D. Effect of IGF-1C domain-modified nanoparticles on renal ischemia-reperfusion injury in mice. Ren Fail 2022;44(1):1376–1387. doi: 10.1080/0886022X.2022.2098773
64. Zhang R, Zhang X, Zhu X et al. Nanoparticles transfected with plasmid-encoded lncRNA-OIP5-AS1 inhibit renal ischemiareperfusion injury in mice via the miR-410-3p/Nrf2 axis. Ren Fail 2024;46(1):2319327. doi: 10.1080/0886022X.2024.2319327
65. Hou Y, Xin Y, Liu S et al. A biocompatible nanoparticlebased approach to inhibiting renal ischemia reperfusion injury in mice by blocking thrombospondin-1 activity. Am J Transplant 2022;22(9):2246–2253. doi: 10.1111/ajt.17052
Рецензия
Для цитирования:
Чебуркин Ю.В., Смирнов Е.А., Мурашко Е.А., Колобов А.А., Бондаренко А.Б., Ситков Н.О., Галагудза М.М. Таргетная доставка протективных субстанций с помощью наноразмерных носителей при ишемическом–реперфузионном повреждении почек. Нефрология. 2026;30(1):20-37. https://doi.org/10.36485/1561-6274-2026-30-1-20-37. EDN: BOBKBX
For citation:
Cheburkin Yu.V., Smirnov E.A., Murashko E.A., Kolobov A.A., Bondarenko A.B., Sitkov N.O., Galagudza M.M. Targeted delivery of protective substances using nano-sized carriers in ischemic-reperfusion kidney injury. Nephrology (Saint-Petersburg). 2026;30(1):20-37. (In Russ.) https://doi.org/10.36485/1561-6274-2026-30-1-20-37. EDN: BOBKBX
JATS XML


































