Фермент-антиоксидант на магнитном управлении
Наночастицы могут высвободить антиоксидантный фермент в нужное время и в нужном месте, подчиняясь низкочастотному магнитному полю.
Реактивными формами кислорода, или кислородными радикалами, называют агрессивные молекулы-окислители, которые портят белки, липиды и нуклеиновые кислоты: из-за окисленных липидов клеточная мембрана меняет свои свойства, окисленные ферменты перестают работать, а в нуклеиновых кислотах появляются мутации.
Кислородные радикалы появляются как побочный продукт энергетических биохимических реакций, какую-то часть радикалов клетка может обезвредить с помощью специальных ферментов. Но при старении или, например, при патологических процессах агрессивных кислородных окислителей становится слишком много.
Так, много кислородных радикалов образуется при травмах позвоночника и инсультах. При ударе, в случае с травмой позвоночника, или разрыве сосуда в случае инсульта в тканях развивается гипоксия – целый комплекс процессов, связанных с нехваткой кислорода. Из-за нехватки кислорода энергетические реакции, которым он нужен, начинают производить много кислородных радикалов (если бы кислорода было много, он в результате оказывался бы в другой химической форме), и эти радикалы добавляют вреда клеткам и тканям, и так пострадавшим от травмы.
Избавиться от окислительного стресса можно было бы с помощью фермента супероксиддисмутазы 1 (SOD1), которая в нормальных клетках занимается ликвидацией кислородных радикалов. Но просто так ввести добавочную порций фермента в кровь не получится: SOD1 слишком неустойчива, быстро разрушается и не успевает нейтрализовать вредные молекулы.
Исследователи из Московского государственного университета, Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) «МИСиС», Университета Северной Каролины, Тамбовского государственного университета им. Г. Р. Державина сумели повысить эффективность антиоксидантного фермента, посадив его на магнитные наночастицы. Их покрывали специальным полимером, к которому прикрепляли фермент. Теперь с помощью магнитного поля частицы с ферментом можно было довести до нужного места, не боясь, что фермент потеряет активность или вообще разрушится.
В статье в Scientific Reports говорится, что, меняя магнитное поле, можно не только управлять движением наночастиц, но и менять активность самого фермента; и также с помощью магнитного поля можно высвобождать фермент из частиц, когда они достигнут нужного места. Иными словами, наночастицы с AOD1 представляют собой управляемое антиоксидантное средство, которое можно использовать не только при травмах, но вообще в любых случаях, когда нужно понизить окислительный фон в каком-то больном органе. Особый плюс новой разработки в том, что частицами можно управлять магнитным полем очень низкой частоты, не боясь, что частицы разогреются и повредят клетки. Сейчас исследователи готовятся к доклиническим испытаниям.
По материалам пресс-службы НИТУ «МИСИС».
5 мая 2020
Статьи по теме:
