Ученые России и США совместно создали новую технологию для лечения инсультов

Российские и американские химики создали новый тип наночастиц, способных избирательно подавлять действие химически агрессивных молекул и последствия нехватки кислорода в тканях спинного и головного мозга. Как сообщила в понедельник пресс-служба НИТУ "МИСиС", статья об этом исследовании опубликована в журнале Scientific Reports.

За последнее десятилетие ученые создали несколько принципиально новых методов лечения рака и других болезней, основанных на базе различных органических или неорганических наночастиц. В некоторых случаях эти структуры принимают непосредственное участие 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, что позволяет врачам усилить эффективность работы этих веществ и снизить их дозу. Роль подобных "контейнеров" для доставки препаратов могут играть самые разные органические структуры, имитирующие 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 приток кислорода в спинной или головной мозг, а также в другие ткани тела временно прекращается. В результате этого в клетках начинает происходить серия реакций, приводящая к выработке большого числа химически агрессивных молекул, способных повредить их ДНК и белки.

Магнитный замок для наночастицы

В том случае, если встроенные антиоксидантные системы организма не справляются с этими веществами, нейроны и прочие клетки начинают массово гибнуть, что часто приводит к развитию самых тяжелых последствий для здоровья человека. Как показывают опыты на животных, многие подобные исходы можно предотвратить, если своевременно ввести в очаг поражения вещества, нейтрализующие агрессивные молекулы.

Профессор Кабанов и его коллеги нашли простое решение для этой проблемы, создав "магнитные" наночастицы на базе фермента SOD1, одного из главных природных антиоксидантов, которые вырабатываются клетками тела человека в подобных ситуациях. Это вещество обладает крайне высоким уровнем активности, 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 заведующий лабораторией в НИТУ "МИСиС" Максим Абакумов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

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 их источника, 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.