Ученые университета ИТМО вместе с санкт-петербургской городской Мариинской больницей разработали магнитоуправляемый препарат для лечения тромбоза на основе магнетитовой матрицы с заключенным внутрь ферментом. Раствор наночастиц препарата фокусируют в месте образования тромба с помощью магнитного поля.
В России причина шести из 10 смертей — инфаркт или инсульт, два наиболее опасных состояния, связанных с закупоркой сосудов. Чтобы ткани не погибли без притока крови, нужно быстро, за 3-4,5 часа, растворить тромб, то есть провести тромболизис.
Чтобы растворить тромб, пациенту внутривенно вводят специальные белки-тромболитики. Такие препараты вводят в больших дозах в расчете, что их малая часть попадет к тромбу. Они быстро распределяются по всей кровеносной системе и провоцируют иммунный ответ организма, что ухудшает самочувствие пациента и снижает эффективность тромболитика.
«Сейчас мы бьем из пушки по воробьям, — рассказывает Иван Дуданов, член-корреспондент РАН, руководитель регионального сосудистого центра Мариинской больницы. — Растворяя маленький тромб, который закупорил сосуд диаметром всего 1-2 миллиметра, тромболитик негативно воздействует на всю сеть кровеносных сосудов человека. Поэтому мы решили разработать способ локальной доставки препарата, позволяющий многократно снизить дозу фермента при условии, что весь лечебный эффект придется только на тромб».
Новый материал состоит из пористой оболочки на основе магнитного железняка, или магнетита, и заключенного в нее белка-тромболитика, урокиназы. Растворы наночастиц таких композитов вводят внутривенно, а потом с помощью магнитного поля направляют к месту образования тромба.
Такой тромболитик, по словам ученых, подходят не только для лечения тромбоза, но и для профилактики: композитом можно покрывать искусственные сосуды, чтобы они не закупоривались. Чтобы очистить сосуды еще до образования тромбов, препарат можно будет вводить в малых дозах — магнетитовый каркас защищает белок внутри композита от дезактивирующих веществ, и белок долго работает.
«Обычно при разработке подобных материалов для достижения пролонгированного эффекта белок помещают в полимерную матрицу, из которой он постепенно высвобождается, и через некоторое время препарат превращается в пустышку, — рассказывает Андрей Дроздов, первый автор работы и сотрудник Международной лаборатории растворной химии передовых материалов и технологий ИТМО. — Мы же экспериментально показали, что фермент в композите не теряет свои терапевтические свойства даже при многократном использовании и работает очень долго. По скорости растворения тромба новый композит также превосходит незащищенные ферменты более чем в 4000 раз».
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Scientific Reports.
В этой же лаборатории разрабатывают и другие материалы для профилактики тромбоза. Так, в 2015 году петербургские ученые создали композит на основе наностержней оксида алюминия, в оболочку которых тоже была заключена урокиназа. Это средство предлагают использовать для покрытия искусственных сосудистых имплантатов.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение