Cuando se golpea en el caso de una lesión espinal o la ruptura de un vaso en el caso de un derrame cerebral, se produce hipoxia en los tejidos más cercanos, un proceso patológico asociado con la falta de oxígeno. Una de las consecuencias de la hipoxia es la formación excesiva de radicales libres. Ellos, a su vez, tienen un efecto destructivo en las membranas celulares y desencadenan una cadena de reacciones que conducen al daño y la muerte de las células y los tejidos. Las complicaciones conducen a daños adicionales en la médula espinal y la muerte de las neuronas, lo que exacerba el cuadro clínico. En general, un golpe es terrible, pero sus complicaciones pueden ser aún peores.
"Un grupo internacional de investigadores de universidades de Rusia y Estados Unidos, que incluía al jefe del Laboratorio de Nanomateriales Biomédicos de NUST MISiS, Ph.D. Maxim Abakumov, logró encontrar una solución al problema de la formación patológica de radicales libres en caso de lesión espinal aguda o accidente cerebrovascular. - dijo el rector de NUST "MISiS" Alevtina Chernikova. - Un complejo terapéutico basado en nanopartículas antioxidantes sintetizadas ayudará a crear un sistema de rehabilitación efectivo. Los resultados del trabajo del grupo científico se
publican en el Journal of Controlled Release ".
Como dijo Maxim Abakumov, generalmente una enzima antioxidante especial, la superóxido dismutasa (SOD1), combate los radicales libres en el cuerpo. Por lo tanto, la pronta entrega de una sustancia a un órgano dañado puede suavizar o incluso detener por completo el proceso de destrucción del tejido. Sin embargo, la actividad de la enzima tiene un inconveniente: con la administración intravenosa al paciente, se destruye rápidamente y no llega al sitio de la patología.
"Para crear un complejo terapéutico estable basado en SOD1, hemos desarrollado nanoformas de superóxido dismutasa catalíticamente activas, los llamados" nanocables ", dice el científico. "En particular, por primera vez en el mundo recibimos un complejo poliiónico multicapa SOD1 químicamente" reticulado ", en el que por primera vez se introdujo un recubrimiento superficial adicional de un copolímero de bloque y ácido poliglutámico PEG".
La cápsula de polímero porosa resultante con una molécula enzimática en su interior tiene un tamaño de aproximadamente 40-50 nanómetros. Es capaz de pasar radicales libres al interior y neutralizarlos según el principio de "trampas reutilizables". "Hemos desarrollado nanocables con alta actividad enzimática y la capacidad de preservar y proteger SOD1 en condiciones fisiológicas que aumentan el tiempo de circulación de SOD1 activa en la sangre en comparación con las moléculas de SOD1 libre. La vida media de la sustancia fue de 60 minutos frente a los seis habituales ", agregó Maxim.
Durante las pruebas experimentales de una sustancia, un equipo de investigación dirigido por un profesor de la Universidad de Carolina del Norte, el Dr. Sc. Aleksandra Kabanova recibió los siguientes resultados de laboratorio: una inyección intravenosa única de nanozimas que contienen 5,000 cu SOD1 por 1 kg de peso, mejoría de la recuperación de las funciones locomotoras (motoras) en ratas con lesión moderada de la médula espinal, inflamación reducida, así como compresión concomitante de la médula espinal y formación de quistes postraumáticos. Por lo tanto, las ratas que recibieron la inyección modificada pudieron moverse normalmente en la segunda semana, mientras que el grupo de control realmente no podía caminar ni siquiera en la sexta semana.
En un futuro cercano, el equipo planea completar ensayos preclínicos y, en resumen, comenzará a prepararse para la etapa clínica.