Синтетические тромбоциты остановят кровотечение
Ученые Case Western University (г. Кливленд, штат Огайо), работающие под руководством Эрин Лавик (Erin Lavik), разработали синтетические наночастицы, которые, склеиваясь с содержащимися в крови тромбоцитами, в два раза ускоряют формирование сгустка крови. При проведении экспериментов на грызунах их эффективность оказалась гораздо выше эффективности препарата, применяемого для остановки артериальных кровотечений.
Разработчики надеются, что в будущем новые наночастицы в первую очередь пригодятся парамедикам и военным врачам. Предварительное тестирование безопасности наночастиц демонстрирует многообещающие результаты, однако система свертывания крови очень сложна, и до сих пор создание препаратов, ускоряющих процесс формирования тромбов, было связано с достаточно большими трудностями из-за риска развития опасных для жизни побочных эффектов, таких инфаркт или инсульт.
Неконтролируемая кровопотеря является основной причиной посттравматической гибели людей. Существующие методы остановки кровотечения в основном пригодны только для обработки открытых ран и использования в условиях операционной. Ни один из применяемых в настоящее время подходов не позволяет остановить внутреннее кровотечение до прибытия в медицинское учреждение.
Травматическое повреждение тканей и сосудов запускает каскад свертывания крови, начинающийся с активации тромбоцитов. Эти мелкие кровяные пластинки начинают склеиваться друг с другом и другими клетками крови, формируя сгусток. Врачи могут ускорять процесс тромбообразования с помощью препаратов или материалов, содержащих белковые компоненты каскада свертывания. Один из таких препаратов, NovoSeven, представляет собой белок, синтезируемый в соответствии с расшифрованной последовательностью гена человека. Однако стоимость этого препарата очень высока (от 10 000 до 30 000 долларов США) и некоторые хирурги-травматологи высказывают сомнения в его эффективности.
Попытки создать искусственные тромбоциты до сих заканчивались неудачно. Предлагаемые учеными ранее частицы и соединения, активирующие тромбоциты, обладают определенной эффективностью, однако повышают риск опасного для жизни свертывания крови внутри капилляров.
Авторы разработали наночастицы, которые беспрепятственно проходят через просвет капилляров и избирательно связываются с поверхностью активированных тромбоцитов. Каждая наночастица имеет полимерное ядро, покрытое слоем водорастворимых молекул полимера полиэтиленгликоля (ПЭГ), предотвращающим их прилипание друг к другу и стенкам кровеносных сосудов. К молекулам полиэтиленгликоля прикреплены пептидные последовательности, обеспечивающие избирательное связывание наночастиц с активированными тромбоцитами.
При введении крысам с поврежденной бедренной артерией наночастицы (на снимке они окрашены зеленым) связывались в зоне повреждения с активированными тромбоцитами (окрашены синим). В результате остановка кровотечения происходила в течение двух минут, тогда как при использовании NovoSeven для этого требовалось четыре минуты. Полученные авторами результаты опубликованы в декабрьском номере журнала Science Translational Medicine в статье «Intravenous Hemostat: Nanotechnology to Halt Bleeding».
По словам Лавик, NovoSeven ускоряет образование фибриновых волокон, необходимых для формирования сгустка. Возможно, его применение для стабилизации формируемого с помощью наночастиц сгустка позволит еще больше сократить время, требующееся для остановки кровотечения.
Результаты предварительных испытаний свидетельствуют о безопасности наночастиц. Наблюдение за поведением меченых флуоресцентным красителем наночастиц показало, что они быстро выводятся из организма. Они также не накапливаются в здоровых тканях, что исключает возможность образования угрожающих жизни тромбов. Введение крайне высоких доз наночастиц вызывало у некоторых животных проблемы с дыханием, однако Лавик утверждает, что для достижения желаемого эффекта необходимости во введении таких доз нет.
Однако система свертывания человека отличается от системы свертывания крыс, поэтому исследователи планируют протестировать наночастицы на более крупных животных, кровеносная система которых более сходна с человеческой. Они отмечают, что необходимо обратить особое внимание на то, чтобы наночастицы не покрывали внутреннюю поверхность сосудов легких, затрудняя насыщение эритроцитов кислородом.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам TechnologyReview: Synthetics Stop the Bleeding
21.12.2009