Дистанционно управляемый фермент ускорит лечение инсультов и травм позвоночника

    image

    И снова о злободневной теме здоровья. При инсультах и травмах позвоночника, помимо непосредственного поражения нервных волокон опасны и вторичные процессы, связанные с начальным повреждением, — перепроизводство свободных радикалов и развивающееся воспаление тканей. Международный коллектив ученых разработал управляемую биохимическую «ловушку» свободных радикалов. В основе — фермент супероксиддисмутаза.

    Международный научный коллектив ученых МГУ имени М.В. Ломоносова, НИТУ «МИСиС», Университета Северной Каролины (США) и Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина разработал инновационный терапевтический комплекс на основе полимерных наночастиц фермента-антиоксиданта супероксиддисмутазы.

    Активностью таких частиц можно «управлять» с помощью однородного низкочастотного переменного магнитного поля, усиливая терапевтический эффект, в случае необходимости. Технология может применяться для эффективной реабилитации пациентов после острых травм спинного мозга, инсультов и инфарктов и других патологий, сопровождающихся воспалительными процессами.
    Результаты опубликованы в международном научном журнале Scientific Reports.

    Исследователи создали уникальную частицу с молекулой фермента — супероксиддисмутазы (SOD1) внутри полимерной «шубы» и магнетитом в качестве «центра управления». Она имеет размер примерно в 100 нанометров в диаметре и способна захватывать внутрь свободные радикалы и нейтрализовать их по принципу «многоразовой ловушки». В своей работе разработчики впервые продемонстрировали, что наночастицы магнетита в составе капсулы обеспечивают возможность удаленной и контролируемой активации полиинного комплекса SOD1.

    image

    Молекула супероксиддисмутазы

    При травмах позвоночника и инсультах 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 к органу тканях возникает гипоксия — патологический процесс, связанный с нехваткой кислорода. Это блокирует конечное звено дыхательной цепи в клетках и является причиной образования избыточного количества 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.

    «Одним из возможных решений проблемы патологического образования свободных радикалов в случае острой травмы позвоночника или инсульта, а также других патологий, сопровождающихся воспалением, может стать доставка в очаг повреждения терапевтического лекарственного комплекса на основе синтезированных магнитных наночастиц, содержащего естественный поглотитель свободных радикалов — фермент-антиоксидант супероксиддисмутазу (SOD1), — рассказала профессор химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, зам. руководителя лаборатории «Химический дизайн бионаноматериалов», д.х.н. Наталья Клячко.


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

    «Чтобы создать устойчивый терапевтический комплекс на основе SOD1, мы разработали каталитически активные наноформы супероксиддисмутазы, так называемые «нанозимы», и модифицировали их наночастицами магнетита, — поясняет один из авторов разработки, заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС», к.х.н Максим Абакумов. Магнетит в составе такого многослойного полиионного комплекса SOD1 дает возможность, с помощью воздействия низкочастотного переменного магнитного поля, «управлять» высвобождением фермента в области травмы".


    src="image"
    Максим Абакумов

    В настоящее время коллектив готовится к началу доклинического этапа разработки.
    НИТУ «МИСиС»
    Номер один в России по материаловедению

    Комментарии 4

      0
      Стесняюсь спросить. Фермент дистанционно управляется не по 5G случайно?..
        0

        Не стесняйтесь) Источник поля — магнитоимпульсные и электрогидравлические установки.

        +1
        Примерно такие молекулы (может с большим числом степеней свободы-управления) можно использовать для непосредственного контакта с нервной системой.
        habr.com/ru/post/489068
        Начальный этап интерфейс с отдельными пучками нервных волокон.
        Для действительно правильных протезов, имеющих чувствительность (отправлять тактильную информацию в нервную систему) и умеющих принимать воздействие от нервной системы напрямую.
        Осталось только сделать интерфейс (белковые группы) для присоединения к нейронам и возможность излучать РЧ или генерировать потенциал действия в ответ на внешнее магнитное поле в зависимости от разности потенциалов на клеточной мембране.

        Появилась надежда, что я доживу если не до технологии переноса личности, так хоть до полноценной виртуальной реальности.

        Народ — неистово плюсуем — сам не могу из-за особенностей писательского таланта.
          0
          Pro tip:
          Если избегать слов «инновационный», «уникальный» и так далее, то ваша статья будет меньше похожа на заметку из газеты «Правда».

          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

          Самое читаемое