Наногубки против сепсиса
Группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработала наногубки, способные быстро и безопасно поглощать и удалять из кровотока молекулы, вызывающие сепсис. Эти «губки» представляют собой наночастицы, спрятанные на мембранах макрофагов. Их применение повысило выживаемость у мышей с сепсисом («заражением крови»).
Метод маскировки наночастиц на мембранах клеток – технология, разработанная руководителем исследования Лянфан Чжан (Liangfang Zhang). Его группа разрабатывает наномедицинские методы лечения, основанные на технологии маскировки наночастиц под собственные клетки организма. Предыдущие его работы – создание наногубок из эритроцитов для профилактики и лечения инфекций, вызванных метициллин-резистентным золотистым стафилококком; из тромбоцитов – для восстановления сосудистой стенки; из бета-клеток поджелудочной железы – для лечения сахарного диабета.
В новом исследовании группа Чжана разрабатывала средство для лечения сепсиса.
Сеспсис – это системный воспалительный ответ на попадание в кровь инфекционных агентов или их токсинов. Сепсис может осложняться полиорганной недостаточностью, септическим шоком и приводить к смерти.
Сепсис обычно лечится антибактериальными препаратами. Они устраняют источник инфекции, но не в состоянии остановить иммунную реакцию организма и уменьшить воспаление.
Возбудители, приводящие к сепсису, вырабатывают эндотоксины – токсичные молекулы. Макрофаги распознают эндотоксины и реагируют на них повышенной выработкой провоспалительных цитокинов, которые в свою очередь активируют другие макрофаги, в результате чего количество провоспалительных цитокинов резко возрастает. Развивается генерализованная воспалительная реакция, опасная для жизни пациента.
В новом исследовании было продемонстрировано, что мкрофаговые наногубки нейтрализуют эндотоксины и снижают уровень провоспалительных цитокинов. Наногубки работают как ловушки: они связывают цитокины и эндотоксины с наночастицами на мембранах макрофагов. Спектр инфекций, при которых можно пользоваться наногубками, довольно широк, так как они способны связывать различные виды эндотоксинов. Преимущество макрофаговых наногубок в том, что они не распознаются иммунными клетками как чужие, так как наночастицы спрятаны на мембранах макрофагов.
Наногубки адсорбируют эндотоксины из крови.
Для создания наногубок исследователи использовали мышиные макрофаги. Их поместили в раствор, под действием которых клетки набухли и разрушились. Мембраны разрушенных макрофагов собрали с помощью центрифугирования, а затем добавили к ним наночастицы из биоразлагаемого полимера. В результате наночастицы хаотично покрыли мембраны макрофагов.
Полученные наногубки вводили мышам, зараженным смертельной дозой кишечной палочки (E.coli). Четыре мыши из 10 в этой группе выжили; в контрольной группе, которая не получила наногубок, умерли все мыши. Одна доза наногубок значительно снижала уровни эндотоксинов и провоспалительных цитокинов у мышей. Это остановило системное воспаление, а также снизило количество бактерий в крови и селезенке.
Эксперимент in vitro с использованием эритроцитов мышей показал, что макрофаговые наногубки эффективно нейтрализуют эндотоксины, не повреждая эритроциты (левая пробирка). В правой пробирке – эритроциты, к которым добавлены эндотоксины, без наногубок.
В настоящее время группа Чжана работает совместно с фармацевтическими компаниями над разработкой препарата для широкого применения. Следующий шаг – изучение этого препарата в более крупном исследовании на животных.
Статья Soracha Thamphiwatana et al. Macrophage-like nanoparticles concurrently absorbing endotoxins and proinflammatory cytokines for sepsis management опубликована в журнале PNAS.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам US San Diego News Center: Macrophage Nanosponges Could Keep Sepsis In Check.