Метод получения серосодержащих соединений в клетках открывает перспективы для восстановления тканей
Серосодержащие соединения, производимые в нашем организме, помогают бороться с воспалением и создавать новые кровеносные сосуды, но они нестабильны и легко разлагаются, что затрудняет их изучение.
Ученые из Университета Пенсильвании разработали новый метод генерации этих соединений — полисульфидов — внутри клеток. Работа может привести к прогрессу в лечении ран и восстановлении тканей. Исследование опубликовано в журнале Advanced Healthcare Materials.
"Мы разработали новый подход для доставки серосодержащих видов, подходящих для биологических систем. Наша работа предлагает перспективный вариант контролируемой доставки полисульфидов для терапевтических применений", — сказала Урара Хасегава, доцент кафедры материаловедения и инженерии.
В организме человека производится сероводород (H2S), который, как считается, действует как сигнальный медиатор. Однако последние исследования предполагают, что настоящими медиаторами могут быть полисульфиды, образующиеся при смешивании H2S с ферментами и кислородом в клетках.
Подтвердить эту теорию было сложно из-за нестабильности полисульфидов. "Если мы хотим проводить фундаментальные исследования, система доставки необходима, и именно это мы здесь разработали", — отметила Хасегава.
Как работает метод
Ученые создали метод для индукции реакции окисления H2S внутри клеток с использованием полимерных мицелл — самоорганизующихся наноразмерных структур "ядро-оболочка".
Эти структуры могут поглощаться клетками и защищать свое содержимое — в данном случае комплекс марганца с порфирином, который может преобразовывать H2S в полисульфиды.
"Эта нанокапсула защищает комплекс порфирина от клеточной среды и позволяет нам катализировать окисление H2S до полисульфидов внутри клетки", — пояснила Хасегава.
Результаты испытаний
Метод протестировали на эндотелиальных клетках пупочной вены человека. Обработка клеток комбинацией донорской молекулы H2S и мицелл с марганец-порфирином индуцировала образование эндотелиальных клеточных трубок — капилляроподобных структур, выстилающих кровеносные сосуды. Добавление только донора H2S вызывало лишь слабое образование трубок.
Результаты показывают, что преобразование H2S в полисульфиды необходимо для стимуляции образования эндотелиальных трубок. Доставка полисульфидов в качестве лечения может иметь значение для заживления ран и восстановления тканей.
"Наша работа показывает, что если мы применяем эти серосодержащие виды, мы можем стимулировать ангиогенез", — сказала Хасегава.
Команда продолжает исследования для понимания механизмов биологической активности полисульфидов. Будущая работа также может включать изучение терапевтических применений мицелл.