Ученые создали наночастицы-антиоксиданты для лечения инсультов и травм спинного мозга
Международная группа ученых разработала инновационный терапевтический комплекс на основе многослойных полимерных наноструктур супероксиддисмутазы (SOD). Новое вещество может эффективно использоваться для реабилитации пациентов после острых травм спинного мозга, инсультов и инфарктов.
При травмах спинного мозга, инсультах и остановке сердца, помимо прямого повреждения, серьезную опасность представляет последующее патологическое образование свободных радикалов и воспаление. Гипоксия (нехватка кислорода) в тканях блокирует конечное звено дыхательной цепи на клеточном уровне и приводит к избыточному образованию активных форм кислорода (свободных радикалов). Они разрушают клеточные мембраны и запускают каскад реакций, повреждающих клетки и ткани, что дополнительно усугубляет состояние.
Решение: наночастицы с ферментом SOD1
Естественным агентом, поглощающим свободные радикалы, является фермент-антиоксидант супероксиддисмутаза (SOD1). Однако при внутривенном введении он быстро разрушается в кровотоке и не успевает нейтрализовать радикалы.
Ученые из России и США под руководством Максима Абакумова (лаборатория биомедицинских наноматериалов НИТУ «МИСиС») создали стабильный терапевтический комплекс. Они разработали каталитически активные формы SOD1 — нанозимы.
«Мы впервые получили полиионный комплекс SOD1 с дополнительными блок-сополимерами поли(аминокислот) и поверхностным покрытием из PEG/полиглутаминовой кислоты», — пояснил Максим Абакумов.
Свойства и эффективность нанозима
- Создана пористая полимерная капсула размером 40–50 нанометров, действующая как многоразовая ловушка для свободных радикалов.
- Нанозимы защищают соединения SOD1 в физиологических условиях.
- Время циркуляции активного SOD1 в кровотоке увеличилось: период полувыведения вырос с 6 до 60 минут по сравнению со свободными молекулами SOD1.
Результаты испытаний на животных
Эксперименты на крысах, проведенные группой профессора Александра Кабанова (Университет Северной Каролины), показали:
- Однократная внутривенная инъекция нанозима (эквивалент 5000 единиц SOD1 на кг массы тела) ускорила восстановление двигательных функций после умеренной травмы спинного мозга.
- Уменьшился отек, сократился объем повреждения спинного мозга и образование посттравматических кист.
Успешные тесты на грызунах доказывают, что нанозимы SOD1 могут эффективно устранять свободные радикалы, снижать отек и ускорять реабилитацию после травм спинного мозга, инсультов или остановки сердца. В ближайшее время команда планирует начать доклинические испытания.