Вернуться к архиву новостей

Ученые синтезировали наночастицы-антиоксиданты для лечения инсульта и травмы спинного мозга

  • 1 месяц назад
  • 163

Международный научный коллектив разработал инновационный терапевтический комплекс на основе многослойных полимерных наноструктур антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы.  Новое вещество может использоваться для эффективной реабилитации  после  острых травм спинного мозга, инсультов и инфарктов.

Одной из самых разрушительных форм травм человеческого организма является  травма спинного мозга, которая является серьезной клинической проблемой во всем мире. Помимо непосредственного поражения нервных волокон опасны и вторичные процессы, связанные с начальным повреждением, – перепроизводство свободных радикалов (активных форм кислорода) и развивающееся воспаление.

При ударе в случае с травмой позвоночника, или разрыве сосуда в случае инсульта (прекращение тока крови при спазме артерий или их закупорке при инфаркте) в ближайших тканях органа возникает гипоксия – патологический процесс, связанный с  нехваткой кислорода. Это блокирует конечное звено дыхательной цепи в клетках и является причиной избыточного образования свободных радикалов. Они, в свою очередь, оказывают разрушительное влияние на клеточные мембраны и запускают цепь  реакций, ведущих к повреждениям и смерти клеток и тканей.  Эти осложнения приводят к дополнительному  повреждению спинного мозга и смерти нейронов, усугубляя клиническую картину.

«Международной группе исследователей из университетов России и США, в состав которой вошел заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС», к.х.н  Максим Абакумов, удалось найти  решение проблемы патологического образования свободных радикалов в случае острой травмы позвоночника или инсульта.    Инновационной терапевтический комплекс на основе синтезированных наночастиц-антиоксидантов поможет создать эффективную систему реабилитации. Результаты работы научной группы опубликованы в Journal of Controlled Release», – рассказала ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова.

Эффективным естественным поглотителем свободных радикалов является особый фермент-антиоксидант супероксиддисмутаза (SOD1). Оперативная доставка вещества  к поврежденному органу может смягчить  окислительный стресс на фоне избытка свободных радикалов и купировать процесс разрушения тканей. Однако значительной проблемой является неустойчивость фермента в кровотоке при внутривенном  введении пациенту: он быстро разрушается, не успевая провести свою «работу» по нейтрализации свободных радикалов.

«С целью создать устойчивый терапевтический комплекс на основе SOD1  мы разработали  каталитически активные наноформы супероксиддисмутазы, так называемые «нанозимы», – рговорит один из авторов разработки, заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС», к.х.н  Максим Абакумов. – В частности, мы впервые в мире получили химически «сшитый» многослойный полиионный комплекс SOD1, в который впервые дополнительно было введено поверхностное покрытие из блок-сополимера и ПЭГ-полиглутаминовой кислоты».

Эта уникальная пористая полимерная капсула с молекулой  фермента внутри имеет размер примерно в 40-50 нанометров  и способна пропускать внутрь свободные радикалы и нейтрализовать их по принципу «многоразовой ловушки».

«Нами были разработаны нанозимы с высокой ферментативной активностью и способностью сохранять и защищать SOD1 в физиологических условиях, которые увеличивают время циркуляции активного SOD1 в крови по сравнению со свободными молекулами  SOD1. Период полувыведения вещества составлял 60 против 6 мин», - добавляет Максим Абакумов.

В ходе экспериментальных испытаний вещества научный коллектив под под руководством профессора Университета Северной Каролины д.х.н Александра Кабанова получил следующие лабораторные результаты: однократная внутривенная инъекция нанозимов, содержащая 5000 у.е. SOD1 на 1 кг веса, улучшила восстановление локомоторных (двигательных) функций у крыс с умеренной травмой спинного мозга, а также снижение отечности, сопутствующее сжатие спинного мозга и образование посттравматических кист.

Таким образом,  успешное тестирование  модели нанозимов фермента SOD1 на грызунах доказало перспективность вещества для удаления свободных радикалов, уменьшения воспаления и отека, а также и ускорения реабилитации после травмы спинного мозга, инсульта и инфаркта. В ближайшее время коллектив планирует завершить  доклинические испытания.

Пресс-релиз

 

Наши проекты

Наши партнёры