Ученые из России и США синтезировали наночастицы для реабилитации после инфарктов и травм спинного мозга

Международный научный коллектив разработал комплекс на основе многослойных полимерных наноструктур антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы, новое вещество может использоваться для эффективной реабилитации после острых травм спинного мозга, инсультов и инфарктов. Об этом сообщает пресс-служба НИТУ «МИСиС». В пресс-службе пояснили, что при травме 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. «Международной группе исследователей из университетов России и США, в состав которой вошел заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС», кандидат химических наук 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. В пресс-службе вуза пояснили, что 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 проблемой является неустойчивость фермента в кровотоке при внутривенном введении пациенту. «С целью создать устойчивый терапевтический комплекс на основе SOD1 мы разработали каталитически активные наноформы супероксиддисмутазы, так называемые «нанозимы». 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», - рассказал в свою очередь М.Абакумов. Он пояснил, что 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 минут», - добавил М.Абакумов. В ходе экспериментальных испытаний вещества было установлено, что однократная внутривенная инъекция нанозимов, содержащая 5000 у.е. SOD1 на 1 кг веса, улучшила восстановление 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», - добавили в пресс-службе.