Хитозан и перспективы его использовавния

1 Вступление

1.1 Хитозан

Уникальные  свойства хитина и хитозана привлекают внимание большого числа специалистов самых разных специальностей. Роль полимеров в нашей жизни является общепризнанной, и все области их применения в быту, промышленном производстве, науке, медицине, культуре трудно даже просто перечислить. Если до XX века человеком использовались полимеры природного происхождения – крахмал, целлюлоза (дерево, хлопок, лен), природные полиамиды (шелк), природные полимерные смолы на основе изопрена – каучук, гуттаперча, то развитие химии органического синтеза в XX веке привело к появлению в различных областях деятельности человека огромного разнообразия полимеров синтетического происхождения – пластмасс, синтетических волокон и т.п. Происшедший технологический прорыв не только кардинально изменил нашу жизнь, но и породил массу проблем, связанных с охраной здоровья человека и защитой окружающей среды.

Поэтому закономерным является большой интерес  науки и промышленности к поиску и использованию полимеров природного происхождения, таких как хитин  и хитозан. Эти полимеры обладают рядом интереснейших свойств, высокой  биологической активностью и совместимостью с тканями человека, животных и растений, не загрязняют окружающую среду, поскольку полностью разрушаются ферментами микроорганизмов, могут широко применяться в проведении природоохранных мероприятий.

В настоящее  время известно более 70 направлений  использования хитина и хитозана в различных отраслях промышленности, наиболее важными из которых во всем мире признаны: медицина – в качестве средства борьбы с ожирением, связывания и выведения из организма холестерина, профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний, производства хирургических нитей, искусственной кожи, лекарственных форм антисклеротического, антикоагулянтного и антиартрозного действия, диагностики и лечения злокачественных опухолей и язвы желудка; пищевая промышленность – в качестве загустителя и структурообразователя для продуктов диетического питания. 

 

1.2 Исторические сведения создания и применения хитозана

Полимеры  этой группы заинтересовали ученых-химиков  почти 200 лет назад. Хитин был открыт в 1811 году (H.Braconnot, A. Odier), а хитозан  в 1859 году (С. Rouget), хотя свое нынешнее название получил в 1894 году (F. Hoppe-Seyler). В первой половине XX века к хитину и его производным был проявлен заслуженный интерес, в частности, к нему имели отношение три Нобелевских лауреата: Е. Fischer (1903) cинтезировал глюкозамин, P. Karrer (1929) провел деградацию хитина с помощью хитиназ и, наконец, W.N. Haworth (1939) установил абсолютную конфигурацию глюкозамина.

Биологически  активные свойства хитина и его производного – хитозана - начали изучаться в 1940-50 годах. В Советском Союзе эти исследования проводились учреждениями Министерства обороны и имели закрытый характер. Последнее было связано со способностью хитозана эффективно связывать радиоактивные изотопы и тяжелые металлы, поэтому хитозанисследовался прежде всего как эффективный радиопротектор и детоксикант, а также исследовались возможности применения его для дезактивации объектов, подвергавшихся радиоактивному заражению.

Новый всплеск  интереса к производным хитина и, в частности, хитозану произошел в 70-е годы, когда результаты исследований этих соединений начали появляться в открытой печати. Проведенные во всем мире исследования показали уникальные сорбционные свойства хитозана. Обнаружилось отсутствие выраженной субстратной специфичности этого вещества, что означает примерно одинаковую способность связывать как гидрофильные, так и гидрофобные соединения. Кроме того, у хитозана были обнаружены ионообменные, хелатообразующие и комплексообразующие свойства. В дальнейших исследованиях была показана антибактериальная, антивирусная и иммуностимулирующая активность. Комплексные формы хитозана также проявляют высокие антиоксидантные свойства, что нашло свое применение в лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта, в лечении механической и ожоговой травмы.

О большом  интересе к проблемам изучения этих биополимеров, технологии их получения  и использования свидетельствуют  восемь международных конференций  по хитину и хитозану, проведенных  за последние 27 лет: США (1977), Япония (1982), Италия (1985), Норвегия (1988), США (1991), Польша (1994), Франция (1997)

В России за прошедшие годы хитину и хитозану были посвящены  семь  конференций: Владивосток (1983), Мурманск (1987), Москва (1991, 1995, 1999 и 2001), Санкт-Петербург 2003, из которых две последних имели статус международных. Весной 2000 года было создано Российское Хитиновое Общество, объединившее более 50 региональных отделений.

Все это  говорит о нарастающем интересе к хитину и хитозану не только химиков, но и специалистов самого разного профиля – медиков, биологов, микробиологов и биотехнологов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3Химическое строение  и свойства хитина и хитозана

Хитин является главным компонентом панцирей ракообразных и насекомых. По химической структуре  он относится к полисахаридам, мономером  хитина является N-ацетил-1,4-β-D-глюкопиранозамин (рис. 1).

Рис. 1 Химическая структура хитина.

При деацетилировании хитина получается хитозан.По химической структуре хитозан  является сополимером D-глюкозамина  и N-ацетил-D-глюкозамина. В зависимости от эффективности реакции деацетилирования получаются хитозаны с различной  степенью деацетилирования . Степень деацетилирования показывает процентное содержание D-глюкозамина в молекуле хитозана, т.е. если речь идет о хитозане со степенью деацетилирования 85%, то это означает, что в молекуле хитозана в среднем содержится 85% D- глюкозаминовых остатков и 15% N-ацетил-D-глюкозаминовых остатков.

 

Рис.2 Химическая структура хитозана.  

Химические  свойства хитозана связаны с его  химической структурой. Большое количество свободных аминогрупп в молекуле хитозана определяет его свойство связывать ионы водорода и приобретать избыточный положительный заряд, поэтому хитозан является прекрасным катионитом. Кроме того, свободные аминогруппы определяют хелатообразующие и комплексообразующие свойства хитозана. Химическая структура хитозана показана на рис.2. Сказанноеобъясняетспособность хитозана связывать и прочно удерживать ионы металлов (в частности радиоактивных изотопов и токсичных элементов) за счет разнообразных химических и электростатических взаимодействий.

Большое количество водородных связей, которые  способен образовать хитозан, определяют его способность связывать большое  количество органических водорастворимых веществ, в том числе бактериальные токсины и токсины, образующиеся в толстом кишечнике в процессе пищеварения.

С другой стороны, обилие водородных связей между  молекулами хитозана приводит к его  плохой растворимости в воде, поскольку  связи между молекулами хитозана более прочные, чем между молекулами хитозана и молекулами воды. Вместе с тем, хитозан набухает и растворяется в органических кислотах – уксусной, лимонной, щавелевой, янтарной, причем при набухании он способен прочно удерживать в своей структуре растворитель, а также растворенные и взвешенные в нем вещества Хитозан также способен связывать предельные углеводороды, жиры и жирорастворимые соединенияза счет гидрофобных взаимодействий и сетчатой структуры, что сближает его по сорбционным механизмам с циклодекстринами.

Расщепление хитина и хитозана до N-ацетил-D-глюкозамина  и D-глюкозамина происходит под действием  микробных ферментов – хитиназ  и хитобиаз, поэтому они полностью  биологически разрушаемы и не загрязняют окружающую среду.

Таким образом, хитозан является универсальным  сорбентом, способным связывать огромный спектр веществ органической и неорганической природы, что определяет широчайшие возможности его применения в жизни человека.

Несмотря  на огромную литературу о связи сорбционных  свойств хитозана с его химической структурой, нельзя сказать, что исследования в области химии хитина/хитозана близки к завершению. Постоянно открываемые новые свойства этого вещества, в частности, обнаруженная биологическая активность еще не получила должного объяснения с точки зрения химической структуры. Имеющиеся данные, что характер биологической активности хитозана зависит от его молекулярного веса и степени деацетилирования, нуждаются в дальнейшей проверке и изучении. Этот обзор является тем более актуальным, что выяснение связи химического строения и биологической активности позволит создавать вещества, сохраняющие известные свойства хитозана и обладающие новыми полезными качествами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Биоактивные производные  хитозана

2.1 Противобактериальное  действие четвертичных аммониевых  солей хитозана

Производные соединения хитозана, такие как N,N,N-триметилхитозан, N-N-пропил-N,N-диметилхитозан и N-фурфурил-N,N-диметилхитозан были получены при использовании  в качестве исходного продукта  хитозана со степенью деацетилирования 96%  и следующими молекулярными массами - 2,14·105; 1,9·104; 7,8·103 . Аминогруппы хитозана реагируют с альдегидами, образуя промежуточное соединение  - основание Шиффа. Четвертичные соли хитозана были получены при реакции основания Шиффа с йодистым метилом. На степень превращения в четвертичное соединение и водорастворимость получившегося производного влияла молекулярная масса исходного образца хитозана. [1]

Хотя  хитина в природе много, он имеет  ограниченное применение из-за его  недостаточной растворимости и реакционной способности. Хитозан растворим уксусной кислоте и других органических растворителях. [2] Хитозан обладает некоторым бактерицидным и фунгицидным действием.  Однако хитозан показывает свою биологическую активность только в кислой среде, так как он плохо растворяется при pH выше 6,5. Таким образом, водорастворимые производные хитозана, которые растворяются в кислоте, могут иметь хорошие шансы быть внедренными в медицинскую практику как антибактериальные средства.

Четвертичные  аммониевые соли хитозана были исследованы  на предмет увеличения растворимости. Опубликована информация о синтезе N-диметилхитозана и получении N-триметилхитозана йодида с формальдегидом и боргидридом натрия. Триметилхитозан  йодид аммония был также получен реакцией низкоацетилированногохитозана с йодистым метилом и гидроксидом натрия при контролируемых условиях. N-алкил хитозан был приготовлен введением алкильной группы в аминные группы хитозана (Mv 7,25·105) через основание Шиффа. Для получения четвертичной аммониевой соли хитозана, которая растворяется в воде, была проведена реакция производных N-алкил хитозана с йодистым метилом (рис. 3). Антибактериальное действие данного производного хитозана усиливалось с увеличением  длины цепи алкильного заместителя.

Рис.3  Синтез  N-триметилхитозана йодида

 

Было  исследовано влияние молекулярной массы на антибактериальную и  фунгицидную активность. При выявлении противобактериального действия четвертичного производного хитозана против Escherichiacoli определяли минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) и минимальную бактерицидную концентрацию (МБК) в воде, 0,25% и 0,5%  среде уксусной кислоты. Результаты показывают, что антибактериальная активность против Escherichiacoli связана с молекулярной массой. Антибактериальная активность четвертичных аммониевых солей хитозана в среде уксусной кислоты более выражена, чем в воде. Их противобактериальное действие тем более выраженное, чем выше концентрация уксусной кислоты. Так же было найдено – бактерицидное действие производного сильнее, чем хитозана. [1]

Хитозан с молекулярной массой в пределах от10000 до 100000 может быть полезен для  ограничения роста бактерий. Хитозан  кальмара с молекулярной массой 220000 проявляет наибольшую противобактериальную активность. Хитозан  со средней  молекулярной массой 9300 эффективен для  ограничения роста Escherichiacoli, в то время как хитозан с молекулярной массой 2200 ускорял рост численности бактерий. [1]

В отечественной  литературе есть информация о синтезе  четвертичных аммониевых соединений хитозана с применением органических оснований, и исследования, посвященные свойствам полученных соединений Для синтеза применялись перегнанные сухие метил- и этилиодид. Иодистоводородную кислоту, образующуюся во время реакции, связывали органическими основаниями: пиридином, 2,4-лутидином, 2,4,6-коллидином и триэтиламином. Полученное соединение выделяли из реакционной смеси фильтрованием, отмывали метанолом, сушили.

Было  установлено, что рКахитозана 6.30. Был сделан вывод, что повышение степени N-алкилирования будет наблюдаться при использовании оснований с рКа> 6.30. Опыты показали, что наиболее глубоко реакция идет в присутствии триэтиламина, рКа которого гораздо выше, чем у хитозана. Установлено, что N-триметил- и N-триэтилхитозаны являются полиэлектролитами и их основность увеличивается с ростом степени замещения. [4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Применение хитозана

Состоящий из остатков N-ацетилглюкозамина хитин  и его производное — хитозан, в составе которого преобладают остатки глюкозамина, — природные полимеры, обладающие широким спектром биологических свойств [1]. Эти биополимеры способны стимулировать иммунную систему посредством активации макрофагов, фибробластов, системы комплемента, миграции полиморфноядерных лейкоцитов. Благодаря биосовместимости и биодеградируемости хитин и хитозан уже используются в качестве биомедицинских материалов и компонентов косметических средств. В последнее время хитозан рассматривается как один из перспективных материалов при создании полимерных матриц для доставки лекарственных препаратов и ДНК.

В настоящем  обзоре рассматриваются аспекты  применения хитина и хитозана в терапевтических  целях при аллергических заболеваниях: описывается противоаллергическая активность самих биополимеров и вызываемые ими биохимические реакции в живом организме, а также перспективы использования хитозана в качестве носителя лекарственных средств, используемых при патогенетической терапии с целью повышения их фармакологической активности в лечении и профилактики различных форм аллeргической патологии.

Применение  хитина против аллергических заболеваний

Воспалительные  процессы при аллергических реакциях сопровождаются участием Th2-клеток, которые выделяют соответствующие цитокины, а также способствуют образованию иммуноглобулинов классов Е и G1. Одним из способов предотвращения аллергического процесса, опосредуемого Th2-клетками, является активизация CD4±клеток типа Th1. Th1-клетки супрессируютIgE-ответ и подавляют дифференцировку Th2-клеток и секрецию ими ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-10. Эта активность Th1-клеток связана в основном с ИФ-γ, обладающего действием, противоположным влиянию ИЛ-10. В связи с этим, любые факторы, способствующие дифференцировке Th1-клеток, автоматически ингибируют развитие Th2-клеток и аллергических реакций [2, 3].

При участии Th1-клеток осуществляется иммунный ответ организма на присутствие клеток бактерий [4]. Имитируя бактериальные клетки, Y. Shibata с соавторами попытались использовать микрочастицы хитина различного размера для активации Th1-опосредованного иммунного ответа с целью предотвращения аллергических проявлений у мышей, сенсибилизированных аллергеном [4-6]. Было показано, что пероральное и интраназальное введение микрочастиц хитина размером 1-20 мкм может оказывать профилактический и терапевтический эффект. При этом отмечалось снижение уровня ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-10 в клетках селезенки, сывороточного IgE, тканевой инфильтрации эозинофилами тканей легких [4-6]. Гистологические исследования легких мышей, которые были подвергнуты действию аллергенов, также подтвердило эффективность профилактического и терапевтического действий хитиновых микрочастиц — при действии аллергена в ткани легких развивалась воспалительная клеточная реакция, а использование частиц хитина значительно уменьшало выраженность воспаления, и структура тканей была близка к здоровой, что выражалось в сокращении количества столбчатых секреторных клеток эпителия, выстилающих слизистые оболочки дыхательных путей, сохранении исходных размеров и морфологии эпителиального слоя, базальной мембраны и субэпителиального слоя гладких мышц [6, 7].

Способностью  индуцировать в клетках селезенки  мышей ИФ-γ обладали только те микрочастицы хитина, которые могли быть поглощены  фагоцитами. Дисперсный хитин и хитиновые  микрочастицы размером более 50 мкм, макрофагами  не фагоцитируемые, подобной активностью не обладали [5]. Способность микрочастиц хитина активировать макрофаги ингибировалось, если эти частицы были покрыты маннаном или маннан был добавлен в среду. Таким образом, в распознавании микрочастиц хитина, возможно, играют ключевую роль расположенные на поверхности макрофагов маннозные рецепторы, и суперсемействоToll-подобных рецепторных белков, через которые и поступает сигнал на усиление синтеза ИФ-γ и других цитокинов, характерных для Th1-опосредованного иммунного ответа.

Применение  хитозанапри аллергических заболеваний

В последнее  время противоаллергические свойства были обнаружены и у хитозана — деацетилированного производного хитина. Противоаллергический эффект хитозанового полимера связывают с его действием на макрофаги [8]. Отмечено, что у больных с атопической бронхиальной астмой при контакте с аллергеном макрофаги образуют на поверхности клеток большое количество микропсевдоподий. При действии хитозана морфология макрофагов не изменялась и образование псевдоподий не происходило. Было показано, что хитозан способен ингибировать в макрофагальных клетках каскад реакций, который активируется протеинкиназой-Сζ при действии аллергена. Деактивация хитозаномпротеинкиназы-Сζ уменьшает гиперфосфорилирование и последующую деградацию ингибитора фактора транскрипции NK-κB, который связывается со специфической  в энхансере гена каппа легкой цепи иммуноглобулина в B-клетках, а также взаимодействует с регуляторными участками генов и активирует транскрипцию определенных групп генов, в том числе провоспалительных медиаторов [8].

Определенную  роль в предотвращении аллергических  реакций могут выполнять также антибактериальные и сорбционные свойства хитозана. Так, у больных атопическим дерматитом присоединение бактериальной инфекции кожи наблюдается более чем в 30% случаев. Лидирующим этиологическим микробным агентом, инфицирующим кожу при этом заболевании, является золотистый стафилококк [9]. Это позволяет рассматривать хитозан как перспективный антимикробный агент для местной терапии кожных инфекций стафилококковой этиологии [10, 11].

Развитие  атопической экземы у пациентов, инфицированных S. aureus, во многом определяется способностью этого вида бактерии продуцировать широкий спектр токсинов и суперантигенов, которые могут вызывать и поддерживать воспалительную реакцию в дерме [12]. Имеются данные, что хитозан на уровне регуляции генов ингибирует продуцирование стафилококками таких токсинов, как TSST-1, энтеротоксинов В и С, дельта-гемолизина [13]. Другим способом элиминации токсинов может быть их сорбция хитозановым полимером по аналогии со связыванием эндотоксина грамотрицательных бактерий, эффективность которого была продемонстрирована в модельных опытах на животных [14].

Таким образом, антимикробные и сорбционные  свойства хитозанового полимера дают возможность использовать этот полимер в качестве компонента присыпок, гелей и мазевых форм при местном применении на инфицированных участках кожи при атопической патологии.

 

 

4. Применение хитозана в качестве матрицы для доставки лекарственных средств:

В последнее  время проводятся интенсивные исследования по возможности использования хитозана в качестве полимерной матрицы для доставки лекарственных веществ с пролонгированным высвобождением, поскольку большинство веществ сами по себе характеризуются низкой проникающей способностью через биологические мембраны [15, 16]. Кроме того, многие используемые в настоящее время лекарственные средства, несмотря на безусловную эффективность при лечении того или иного заболевания, вызывают нежелательные побочные эффекты. Совершенная лекарственная система должна осуществлять доставку лекарственного вещества в больной орган и его высвобождение в нужный момент и в минимальном количестве, необходимом для достижения терапевтического эффекта. Создание такой системы позволило бы существенно снизить дозы лекарственных веществ и, следовательно, избежать их побочных реакций.

Традиционные  способы введения лекарств — назальный  и пероральный — позволяют избежать связанных с парентеральным путем введения риска инфицирования и болевых реакций. Скорость выделения контролируется количеством лекарства в матрице, растворимостью его в полимере, степенью гидратации геля, кинетикой набухания-обезвоживания полимера. Скорость сорбции и десорбции можно направленно менять путем введения в гель лигандов, способных специфически связываться с сорбируемым веществом.

В настоящее  время известны примеры успешного  использования целого ряда полимерных систем на основе хитозана для доставки и контролируемого освобождения веществ через слизистые и, в частности, при их назальном и пероральном введениях [17]. Основные требования к лекарственной форме, предназначенной для назального и перорального приема, следующие: обеспечение защиты доставляемого вещества от деградирующего действия ферментов и кислой среды желудка (при пероральном ведении), наличие повышенной мукоадгезивной активности к поверхностным компонентам слизистых оболочек, контролируемое высвобождение лекарства (для перорального введения — в нейтральной среде тонкого кишечника или прямой кишки).

Так, теофиллин  — гетероциклический алкалоид растительного  происхождения, действие которого основано на расслаблении бронхиальной гладкой  мускулатуры, но применение которого вызывает затруднение необходимостью точного  соблюдения дозировки, поскольку ее превышение может привести к побочным эффектам, например, сердечной аритмии, головной боли и тошноте, в результате чего в настоящее время все более распространенными становятся ингаляционные глюкокортикоиды. Кроме того, теофиллин супрессирует активацию нейтофилов и эозинофилов в концентрации меньшей, чем требуется для бронхорелаксации [18]. Для уменьшения побочных эффектов и увеличения эффективности терапевтического действия теофиллина было предложено осуществлять применение алкалоида в составе хитозановых микрочастиц. Посредством назального способа введения такого комплекса мышам, сенсибилизированных овальбумином, было достигнуто уменьшение легочного воспаления, патологических изменений в структуре эпителия, гиперплазии столбчатых клеток и гиперсекреции ими слизи. Отмечено увеличение апоптотических клеток в тканях воздухоносных путей [19].

У действующего вещества, введенного назально, для  проникновения в слизистую носового прохода время ограничено из-за постоянной ее самоочистки. Для того чтобы действующие вещества оставались на слизистой дольше, они могут быть включены в состав комплекса, один из компонентов которого обладает высокой мукоадгезивной активностью. Такой комплекс будет адгезироваться на слизистой на более длительный промежуток времени, обеспечивая пролонгированное высвобождение лекарственного средства.

Хитозан обладает хорошеймукоадгезивностью благодаря  своим многочисленным аминогруппам, которые могут взаимодействовать с остатками сиаловой и сульфоновой кислот на поверхностях слизистых [19]. Повышение мукоадгезивной активности хитозана можно достичь путем введение в состав полимера тиоловых групп, которые, как полагают, образуют дисульфидные связи с цистеин-содержащими субдоменамимуциновых гликопротеидов [20, 21]. Благодаря этому, микрочастицы на основе тиолированногохитозана были более эффективны в доставке теофиллина по сравнению с микрочастицами из немодифицированного полимера [19]. Кроме того, хитозан увеличивает эпителиальную проницаемость за счет ослабления связи между эпителиальными клетками [22].

Была  продемонстрирована доставка противоаллергических веществ в составе более сложных  комплексов, где этилцеллюлозное  ядро микрочастицы выполняло роль носителя лекарственного средства — лоратадина, а хитозановая оболочка обеспечивала мукоадгезивные свойства комплекса [23]. Эффективность доставки с помощью  микрочастиц с аналогичной структурой была показана и для другого противоаллергического вещества — прометазина [17]. Следует отметить, что варьирование количественного соотношения этилцеллюлозы и хитозана в составе микрочастиц влияло на уровень их загрузки доставляемым веществом, степень их максимальной гидратации и набухания, что определяло кинетику высвобождения лекарственного компонента из комплекса и делало этот процесс контролируемым.

Использовать  хитозан как матрицу можно  и для специфической иммунотерапии  с использованием аллергенов. Поскольку  периферийная Т-клеточная толерантность  может быть индуцирована посредством  доставки растворимого антигена через  мукозальную слизистую [24], но специфическая иммунотерапия, в некоторых случаях очень эффективная, может иногда стать причиной серьезных осложнений из-за IgE-опосредовнной активации эффекторных клеток, поэтому было предложено вводить аллерген в составе комплекса с хитозаном [25]. Этим обеспечивалась как эффективность доставки вещества через слизистые оболочки, так и возможность контролировать длительность высвобождения и количество поступающего в организм аллергена. Контроль этих параметров очень важен, поскольку они определяют кинетику активации антиген-презентирующих клеток (АПК) [26], влияя на количество и аффинности МНС-пептидного комплекса, экспрессию совместно стимулирующихся молекул и цитокинов, которые продуцируются во время презентации АПК Т-клеткам, по разному регулирующие индукцию Th1- и Th2-ответов [25].

Было  показано, что назальное введение мышам пептида, являющегося иммунодоменантнымэпитопом Derp1-аллергена из Dermatophagoidespteronyssinus, в комплексе с хитозаном способствовало снижению продукции спленоцитами IL-5 и IL-13. У сенсибилизированных мышей комплекс пептида и хитозана уменьшал эозинофилию легких, содержание в них IL-4 и IL-5, в то время как антиген введенный сам по себе в том же количестве никакого эффекта не оказывал [25].

Практически все биохимические процессы, протекающие  в организме, определяются экспрессией генетического аппарата клеток. При аллергических реакциях уровень экспрессии некоторых генов изменяется в нежелательном направлении. Так, повышается уровень синтеза некоторых цитокинов, например, ИЛ-5, чему предшествует транскрипция соответствующего гена и образование мРНК. Ингибировать синтез ИЛ-5 можно с помощью введения в клетку антисмысловых олигомеров нуклеиновых кислот, которые благодаря комплементарности будут специфически блокировать трансляцию с мРНК данного цитокина. Таким образом, будет остановлен каскад нежелательных реакций, запуск которого определяется повышенной концентрацией в клетках и тканях ИЛ-5. Однако применение подобных антисмысловыхполинуклеотидов в экспериментах с моделированием аллергического ринита на мышах был неэффективен, поскольку нативные олигомеры подвергались быстрому ферментативному расщеплению. Использование олигомеров в комплексе с хитозаном при назальном введении мышам обеспечивало терапевтическое действие. В клетках слизистых воздухоносных путей происходило уменьшение синтеза ИЛ-5, а уровень IgE в сыворотке оставался на уровне нормы. Сами слизистые у мышей, которым вводили комплекс, сохраняли нормальный вид по сравнению с таковыми у мышей, у которых аллергический ринит не подвергался терапии либо которым были введены нативные олигомеры [27].

В составе  комплекса с хитозаном была продемонстрирована эффективность трансдермальной  доставки siRNA рецептора натриуретического  пептида. Натриуретический пептид является белком, ассоциированным с аллергическими проявлениями, который связывается со своими рецепторами, расположенными на поверхности различных клеток, активируя внутриклеточнуюгуанилат-циклазу и образование цГМФ, что ведет к активации соответствующих протеинкиназ и изменению работы мембранных ионных каналов, приводящей в итоге к запуску некоторых клеточных процессов, участвующих в воспалительной реакции [28]. Введение в ткани siRNA приводило к умолканию гена рецептора натриуретического пептида, что в итоге способствовало не только уменьшению аллергических воспалительных процессов, но на ранних этапах терапии предотвращало переключение иммунной системы в сторону Th2-ответа. Использование нативнойsiRNA было неэффективным, по всей видимости, из-за расщепления молекул нуклеазами [29].