Bei einem Schlaganfall im Falle einer Wirbelsäulenverletzung oder eines Gefäßbruchs im Falle eines Schlaganfalls tritt eine Hypoxie im nächstgelegenen Gewebe auf - ein pathologischer Prozess, der mit einem Sauerstoffmangel verbunden ist. Eine der Folgen der Hypoxie ist die übermäßige Bildung freier Radikale. Sie wirken sich wiederum zerstörerisch auf die Zellmembranen aus und lösen eine Reihe von Reaktionen aus, die zur Schädigung und zum Tod von Zellen und Geweben führen. Komplikationen führen zu zusätzlichen Schäden am Rückenmark und zum Tod von Neuronen, was das klinische Bild verschlimmert. Im Allgemeinen ist ein Schlag schrecklich, aber seine Komplikationen können noch schlimmer sein.
„Einer internationalen Gruppe von Forschern von Universitäten in Russland und den USA, zu denen der Leiter des Labors für biomedizinische Nanomaterialien von NUST MISiS, Ph.D. Maxim Abakumov, gehörte, gelang es, eine Lösung für das Problem der pathologischen Bildung freier Radikale bei akuten Wirbelsäulenverletzungen oder Schlaganfällen zu finden. - sagte der Rektor von NUST "MISiS" Alevtina Chernikova. - Ein therapeutischer Komplex auf der Basis synthetisierter antioxidativer Nanopartikel wird zur Schaffung eines wirksamen Rehabilitationssystems beitragen. Die Ergebnisse der Arbeit der wissenschaftlichen Gruppe werden
im Journal of Controlled Release veröffentlicht . "
Wie Maxim Abakumov sagte, bekämpft normalerweise ein spezielles Enzym, das Antioxidans Superoxiddismutase (SOD1), freie Radikale im Körper. Daher kann die sofortige Abgabe einer Substanz an ein geschädigtes Organ den Prozess der Gewebezerstörung abschwächen oder sogar vollständig stoppen. Die Aktivität des Enzyms hat jedoch einen Nachteil - bei intravenöser Verabreichung an den Patienten wird es schnell zerstört und erreicht die Pathologiestelle nicht.
„Um einen stabilen therapeutischen Komplex auf Basis von SOD1 zu schaffen, haben wir katalytisch aktive Superoxiddismutase-Nanoformen entwickelt, die sogenannten„ Nanozyme “, sagt der Wissenschaftler. "Insbesondere haben wir zum ersten Mal auf der Welt einen chemisch" vernetzten "mehrschichtigen polyionischen Komplex SOD1 erhalten, in den erstmals eine zusätzliche Oberflächenbeschichtung aus einem Blockcopolymer und PEG-Polyglutaminsäure eingebracht wurde."
Die resultierende poröse Polymerkapsel mit einem Enzymmolekül im Inneren hat eine Größe von etwa 40 bis 50 Nanometern. Es ist in der Lage, freie Radikale nach innen zu leiten und sie nach dem Prinzip der "wiederverwendbaren Fallen" zu neutralisieren. „Wir haben Nanodrähte mit hoher enzymatischer Aktivität und der Fähigkeit entwickelt, SOD1 unter physiologischen Bedingungen zu erhalten und zu schützen, die die Zirkulationszeit von aktivem SOD1 im Blut im Vergleich zu freien SOD1-Molekülen verlängern. Die Halbwertszeit der Substanz betrug 60 Minuten gegenüber den üblichen sechs Minuten “, fügte Maxim hinzu.
Während der experimentellen Prüfung einer Substanz führte ein Forschungsteam unter der Leitung eines Professors an der University of North Carolina, Dr. Sc. Aleksandra Kabanova erhielt die folgenden Laborergebnisse: eine einzelne intravenöse Injektion von Nanozymen mit 5.000 cu SOD1 pro 1 kg Gewicht, verbesserte Wiederherstellung der Bewegungsfunktionen bei Ratten mit mittelschwerer Rückenmarksverletzung, verringerte Schwellung sowie gleichzeitige Kompression des Rückenmarks und Bildung posttraumatischer Zysten. Daher konnten sich die Ratten, die die modifizierte Injektion erhielten, in der zweiten Woche normal bewegen, während die Kontrollgruppe selbst in der sechsten Woche nicht wirklich laufen konnte.
In naher Zukunft plant das Team, präklinische Studien abzuschließen und sich zusammenfassend auf das klinische Stadium vorzubereiten.