При ударе в случае с травмой позвоночника или при разрыве сосуда в случае инсульта в ближайших тканях возникает гипоксия – патологический процесс, связанный с нехваткой кислорода. Одним из следствий гипоксии становится избыточное образование свободных радикалов. Они, в свою очередь, оказывают разрушительное влияние на клеточные мембраны и запускают цепь реакций, ведущих к повреждениям и смерти клеток и тканей. Осложнения приводят к дополнительному повреждению спинного мозга и смерти нейронов, усугубляя клиническую картину. В общем, страшен удар, но его осложнения могут быть ещё страшнее.

«Международной группе исследователей из университетов России и США, в состав которой вошел заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» к.х.н Максим Абакумов, удалось найти решение проблемы патологического образования свободных радикалов в случае острой травмы позвоночника или инсульта. – рассказала ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова. – Терапевтический комплекс на основе синтезированных наночастиц-антиоксидантов поможет создать эффективную систему реабилитации. Результаты работы научной группы опубликованы в Journal of Controlled Release».

Как рассказал Максим Абакумов, обычно в организме со свободными радикалами борется особый фермент-антиоксидант супероксиддисмутаза (SOD1). Поэтому оперативная доставка вещества к поврежденному органу может смягчить или даже полностью купировать процесс разрушения тканей. Однако у активности фермента есть и обратная сторона — при внутривенном введении пациенту он быстро разрушается, не доходя до места патологии.

«Чтобы создать устойчивый терапевтический комплекс на основе SOD1 мы разработали каталитически активные наноформы супероксиддисмутазы, так называемые «нанозимы», – говорит ученый. – В частности, мы впервые в мире получили химически «сшитый» многослойный полиионный комплекс SOD1, в который впервые дополнительно было введено поверхностное покрытие из блок-сополимера и ПЭГ-полиглутаминовой кислоты».

Получившаяся пористая полимерная капсула с молекулой фермента внутри имеет размер примерно в 40-50 нанометров. Она способна пропускать внутрь свободные радикалы и нейтрализовать их по принципу «многоразовой ловушки». «Мы разработали нанозимы с высокой ферментативной активностью и способностью сохранять и защищать SOD1 в физиологических условиях, которые увеличивают время циркуляции активного SOD1 в крови по сравнению со свободными молекулами SOD1. Период полувыведения вещества составил 60 минут против обычных шести», — добавил Максим.

В ходе экспериментальных испытаний вещества научный коллектив под руководством профессора Университета Северной Каролины д.х.н. Александра Кабанова получил следующие лабораторные результаты: однократная внутривенная инъекция нанозимов, содержащая 5000 у.е. SOD1 на 1 кг веса, улучшила восстановление локомоторных (двигательных) функций у крыс с умеренной травмой спинного мозга, снизила отечность, а также сопутствующее сжатие спинного мозга и образование посттравматических кист. Поэтому крысы, получившие модифицированную инъекцию, смогли нормально передвигаться уже ко второй неделе, в то время как контрольная группа не смогла толком ходить даже к шестой неделе.

В ближайшее время коллектив планирует завершить доклинические испытания и, подведя итоги, начнет готовиться к клинической стадии.