Подобная модификация позволяет управлять высвобождением активного фермента точно в области травмы
ТАСС, 20 апреля. Химики создали новый тип наночастиц, которые могут избирательно подавлять действие химически агрессивных молекул и последствия нехватки кислорода в тканях спинного и головного мозга. Статью о исследовании опубликовал научный журнал Scientific Reports, кратко об этом пишет пресс-служба НИТУ «МИСиС».
За последнее десятилетие ученые создали несколько принципиально новых методов лечения рака и других болезней. Эти методы основаны на использовании различных органических или неорганических наночастиц. В некоторых случаях эти структуры непосредственно участвуют в уничтожении опухоли или ликвидации источника болезни, выступая в качестве своеобразной «мишени», на которую наводятся или иммунные клетки, или излучение лазера.
В других случаях наночастицы служат лишь средством доставки лекарств и токсинов в опухоль, благодаря чему врачи могут усилить эффективность работы этих веществ и снизить их дозу. Роль подобных «контейнеров» для доставки препаратов могут играть самые разные органические структуры, которые имитируют клетку, а также неорганические соединения, «невидимые» для иммунитета.
Специалисты из НИТУ «МИСиС» и их коллеги из МГУ и Тамбовского университета под руководством профессора МГУ и университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (США) Александра Кабанова разработали новый тип подобных наночастиц-«контейнеров», которые можно использовать не для уничтожения клеток, а для их спасения от массовой гибели.
Дело в том, что инсульты, тяжелые травмы позвоночника и некоторые другие нарушения в работе организма приводят к тому, что временно прекращается приток кислорода в спинной или головной мозг, а также в другие ткани тела. В результате в клетках запускается серия реакций, из-за которой вырабатывается множество химически агрессивных молекул, которые могут повредить их ДНК и белки.
Магнитный замок для наночастицы
В том случае, если встроенные антиоксидантные системы организма не справляются с этими веществами, нейроны и другие клетки начинают массово гибнуть. Часто из-за этого развиваются самые тяжелые последствия для здоровья человека. Как показывают опыты на животных, это можно предотвратить, если своевременно ввести в очаг поражения вещества, которые нейтрализуют агрессивные молекулы.
Профессор Кабанов и его коллеги нашли простое решение для этой проблемы. Они создали «магнитные» наночастицы на основе фермента SOD1 — одного из главных природных антиоксидантов, которые клетки тела человека вырабатывают в подобных ситуациях. Активность этого вещества очень высока, поэтому его нужно защищать от внешнего мира до тех пор, пока она не будет доставлено в пораженный орган.
«Чтобы создать устойчивый терапевтический комплекс на основе SOD1, мы разработали каталитически активные наноформы этого фермента, так называемые „нанозимы“, и модифицировали их наночастицами магнетита. Это дает возможность с помощью воздействия низкочастотного переменного магнитного поля управлять высвобождением фермента в области травмы», — пояснил один из разработчиков, заведующий лабораторией в НИТУ «МИСиС» Максим Абакумов.
Как показали первые опыты с подобными наночастицами, они оставались стабильными на протяжении очень долгого времени в том случае, если магнитные поля на них не действовали. Но при этом они начинали выделять SOD1 уже через минуту после включения источника магнитного поля, полностью высвобождая фермент примерно через 15 минут. Столь высокая скорость реакции, как отмечают исследователи, позволяет использовать их для борьбы с последствиями черепно-мозговых травм и повреждений позвоночника.
Как отметили в пресс-службе НИТУ «МИСиС», ученые планируют приступить к доклиническим испытаниям этих наночастиц в самое ближайшее время. Вдобавок, их можно использовать не только для доставки молекул SOD1 в поврежденные органы, но и «упаковки» других нестабильных лекарств, что значительно расширит сферу их применения.
