Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Нанокапсулы против сепсиса

Исследователями из Москвы и Пущино разработан эффективный способ получения и адресной доставки противовоспалительного препарата на основе белка теплового шока человека

Пресс-релиз опубликован на сайте РАН

Несмотря на многолетние исследования, направленные на изучение подходов к лечению, сепсис или «заражение крови» остается главной причиной смерти, как в нашей стране, так и за рубежом. В США и в странах Европы ежегодно развивается сепсис у 500000 пациентов, причем количество подтвержденных случаев увеличивается на 1,5% в год. Совместная работа группы исследователей из Института биофизики клетки РАН, Института молекулярной биологии РАН, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и больницы Пущинского научного центра посвящена предотвращению развития этой тяжелейшей патологии.

Ведущей причиной смертности при грамотрицательном сепсисе – системной воспалительной реакции, является эндотоксиновый шок. Токсические эффекты грамотрицательных бактерий обусловлены термостабильными липополисахаридами, называемыми эндотоксинами. В начальной стадии эндотоксинового шока эти ядовитые вещества взаимодействуют с фагоцитами крови и вызывают воспалительный ответ, который характеризуется повышением уровня цитокинов в кровяном русле, а также образованием клетками активных форм кислорода. Недавние клинические исследования, направленные на анализ снижения смертности пациентов от сепсиса в зависимости от применяемой терапии, показали практически отсутствие прогресса в лечении этого заболевания и неэффективность имеющихся антибиотиков при лечении этого опаснейшего заболевания.

Большое значение при воспалительных процессах, а также в организме здорового человека имеет основной стрессовый высококонсервативный белок теплового шока БТШ70. Увеличение концентрации этого белка в крови происходит не только при тепловом стрессе, но и при действии различных факторов: ишемии, травмах, высокой физической нагрузке, ультрафиолетовом облучении, бактериальной инфекцией, воспалении. БТШ70 является молекулярным шапероном: он необходим для поддержания клеточных функций и помогает вновь синтезированным в клетке белкам правильно сворачиваться.

Сотрудники Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН разработали инновационный метод получения высокоочищенного БТШ70. В своих экспериментах они установили, что введение БТШ70 до введения эндотоксинов достоверно снижает смертность модельных животных и нормализует основные показатели крови. Совместные работы сотрудников ИМБ РАН и Института биофизики клетки РАН продемонстрировали, что человеческий БТШ70 снижает продукцию активных форм кислорода, фактора некроза опухоли α фагоцитов крови и макрофагов, вызванную действием бактериальных эндотоксинов. Ученые предположили, что БТШ70 можно использовать в качестве агента, защищающего клетки и организм в целом от действия бактериальных патогенов. Однако для эффективного лечения любого заболевания необходима адресная доставка лекарства. Одним из способов доставки белков и других биологически-активных соединений в клетки наряду с липосомами являются полиэлектролитные микрокапсулы. Наиболее перспективным является использование биодеградируемых капсул, оболочка которых постепенно распадается в клетках благодаря действию внутриклеточных ферментов. Именно этот способ доставки и его модификации был предложен и апробируется для различных фармакологических препаратов учеными из ИТЭБ РАН.

«Инкапсулированный белок обладает рядом преимуществ перед неинкапсулированным», – рассказывает старший научный сотрудник лаборатории цитотехнологии ИТЭБ РАН Людмила Ивановна Шабарчина, – «это и возможность адресной доставки биологически активных веществ, и пролонгированный выход из микрокапсул; а также защита белка от разрушения и сорбции в биологических жидкостях организма в процессе доставки к клеткам. В связи с этим, микрокапсулы, состоящие из биодеградируемых компонентов, таких как полипептиды и полисахариды, имеют большие перспективы в использовании как на клеточном, так и на организменном уровнях».

Работа, выполненная совместными усилиями пущинских и московских ученых демонстрирует, что полиэлектролитные микрокапсулы легко поглощаются фагоцитами крови. При этом сами биодеградируемые микрокапсулы не обладают токсическим действием на клетки врожденного иммунитета, практически не оказывая влияние на продукцию АФК и апоптоз нейтрофилов. «В этой работе мы показали возможность доставки БТШ70 в клетки врожденного иммунитета с помощью полиэлектролитных микрокапсул» – комментирует исследование заведующий лабораторией регуляции апоптоза института биофизики клетки Максим Григорьевич Винокуров. «Нами установлено, что при таком способе доставки инкапсулированный БТШ70 более эффективно ингибирует апоптоз нейтрофилов в отличие от неинкапсулированного белка. Кроме того, установлено, что инкапсулированный БТШ70 снижает продукцию фактора некроза опухолей, индуцированную ЛПС, до значений, сопоставимых с защитным действием неинкапсулированного белка».

Hsp70.jpg

Нанокапсулы в моноцитах. Рисунок из статьи Yurinskaya et al. Encapsulated Hsp70 decreases endotoxin-induced production of ROS and TNFα in human phagocytes, опубликованной в журнале Cell Stress and Chaperones – ВМ.

Полученные учеными результаты позволяют рассматривать возможность использования микрокапсул, состоящих из биодеградируемых полиэлектролитов, для эффективной доставки в клетки системы врожденного иммунитета белка БТШ70. Разработанный способ доставки защитного стрессового белка в клетки может быть использован и для других терапевтических препаратов белковой природы.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 27.04.2017


Читать статьи по темам:

наномедицина доставка препаратов Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Лечебные сперматозоиды

Ученые разработали технологию модификации сперматозоидов, которая превращает их в средство доставки лекарств по репродуктивным каналам женщин.

читать

Химиопрепараты в микрокапсулах

Разработанные в Университете Алабамы микрокапсулы представляют собой одновременно терапевтическое средство и диагностическое контрастное вещество.

читать

Искусственный вирус из Китая поможет вылечить рак

Китайские ученые разработали новый способ доставки ДНК в клетки животных и человека. Для этого они используют наночастицы, названные авторами искусственными вирусами.

читать

Персонализированная нановакцина излечила мышей от рака

Применение метода эффективной доставки пептидных антигенных вакцин для персонализированной терапии рака вызвало полное излечение большинства подопытных мышей.

читать

Эмульсию научили бомбардировать рак лекарствами

Авторы новой работы создали платформу для доставки лекарств на основе двойной эмульсии вода-в-масле-в-воде с использованием безопасных ПАВ и кунжутного масла.

читать