Найти и растворить. Биохимики готовят оружие против тромбов - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Найти и растворить. Биохимики готовят оружие против тромбов

Как известно, кровь – важнейшая субстанция нашего организма, выполняющая ряд жизненно необходимых функций. Их нарушение может привести к самым серь­езным последствиям. Взять, к примеру, образующиеся в крови тромбы. Даже небольшой сгусток способен вызвать закупорку сосуда. Как избежать последствий тромбообразования? Об этом многое знает доцент химико-биологического кластера Национального исследовательского университета ИТМО, доктор химических наук Владимир ВИНОГРАДОВ. Его проект «Синтез антикоагулянтных магнитоуправляемых полиэлектролитных капсул для локальной терапии тромботических состояний» получил поддержку в виде гранта Президента РФ. «Поиск» поинтересовался, как молодой ученый решает непростую проблему.

– Наша научная группа занимается исследованиями и разработкой систем доставки лекарственных средств, которые прежде всего направлены на лечение заболеваний сердечно-сосудистой системы, – начинает рассказ Владимир. – Не секрет, что инфаркты и инсульты представляют собой одну из самых распространенных причин смерти. В России половина летальных исходов связана с болезнями системы кровообращения. То есть проблема самая что ни на есть насущная.
Про то, что такое тромб, всем хорошо известно. Но немногие знают, что тромбообразование (или тромботическое состояние) –  это реакция организма на повреждение сосуда, то есть возникающая в ответ на это активация системы свертывания крови. В некоторых случаях такой процесс может приводить к патологии. Это одна из главных причин ишемической болезни, при которой сердце испытывает нехватку артериальной крови.
Склонность к подобного рода заболеваниям еще совсем недавно определяли по так называемым D-димерам. Это белковые фрагменты, образующиеся в процессе растворения тромба. Однако исследования показали, что однозначной корреляции между их количеством и вероятностью развития патологии нет. Сейчас тромботические состояния можно выявить в результате ультразвукового сканирования, анализирующего скорость кровотока, флебографии, ангиографии и с помощью других методов. Такие показатели, как СОЭ и количество тромбоцитов в крови, вопреки распространенному мнению также не коррелируют с вероятностью развития тромбоза в силу своей многофакторности.

– Как обычно лечат тромботические состояния? И что предлагаете вы?
– Лечатся они прежде всего хирургически (более 80% случаев) – методом механического извлечения тромба. Подобные операции проводятся ежедневно, но при этом они очень сложные в исполнении и требуют большого мастерства от сосудистого хирурга. Поэтому их ни в коем случае нельзя назвать рутинными.
К сожалению, подобные операции, даже будучи выполненными успешно, более чем в половине случаев приводят к рецидивам, не говоря уже о достаточно продолжительной послеоперационной реабилитации. Тромбы имеют крайне неприятное свойство отрываться и закупоривать другие, более важные, сосуды, что может привести к летальному исходу. Поэтому в операционной практике применяется так называемый кава-фильтр – ловушка для тромбов, устанавливаемая в просвет нижней полой вены. Его главная задача не пустить оторвавшийся тромб в правые отделы сердца и легкие. Это спасает пациента от тромбоэмболии (острой закупорки сосудов тромбом), которая ведет к ишемии и может закончиться ишемическим инфарктом.
Основа медикаментозного лечения сегодня – известный всем аспирин, проявляющий антикоагулянтные свойства, то есть снижающий вероятность тромбо­образования. Аспирин блокирует активный центр фермента, вовлеченного в каскад реакций, вызывающих тромбообразование, а также подавляет синтез основного строительного материала тромбов – белка фибрина. Однако он не растворяет уже сформировавшиеся тромбы и не используется для непосредственного лечения тромботических состояний.
Мы предлагаем переход к малоинвазивной терапии, не требующей хирургического вмешательства, которая опирается на естественные механизмы растворения тромбов. Наша задача заключается в том, чтобы запускать или выключать эти механизмы в нужном месте на необходимый период времени. Такая терапия куда менее болезненна и потенциально может значительно снизить количество рецидивов, так как некоторые из них связаны с повреждением сосудов зондом, используемым для механического извлечения тромбов.
Существующие тромболитические препараты быстро ингибируются кровеносной системой, то есть теряют активность, и непосредственная доставка их к зоне окклюзии (с нарушенной проходимостью, сужением или блокировкой сосуда, вызванной тромбом) затруднена. Наша задача – сделать магнитоуправляемую терапевтическую систему, построенную по принципу ядро-оболочка. В ней ядро представляет собой тромболитическую субстанцию (вещество, способное растворять тромб), а оболочка – антикоагулянтную (вещество, препятствующее дальнейшему росту тромба).
– Расскажите подробнее про ваши капсулы.
– Магнитоуправляемые полиэлектролитные (полимерные системы, способные самособираться за счет разности зарядов) капсулы – эластичные контейнеры. Это полимеры, содержащие в себе суперпарамагнитные (состояние, когда малые частицы равномерно намагничиваются по всему объему) наночастицы магнетита. Внедрение этих наночастиц в конструкцию полиэлектролитных капсул позволит собирать их и управлять ими в зоне приложения магнитного поля.
Сама по себе идея полиэлектролитных капсул не нова. Прорывной характер нашего исследования заключается в том, что наши капсулы не только магнитоуправляемые. Они состоят из антикоагулянтного терапевтического вещества и тромболитического фермента. Это позволяет отойти от концепции полиэлектролитных капсул как инертного носителя и перейти к многофункциональным терапевтическим средствам малоинвазивной медицины.
Капсулы микрометровых размеров вводятся в кровяное русло в растворе. В ходе циркуляции они аккумулируются в месте приложения магнита и далее осуществляют тромболитическое действие. Важная задача – обеспечение «правильной» кинетики растворения тромба. В противном случае его нерастворенные вовремя остатки могут закупорить другие сосуды.
Мы предполагаем, что такие капсулы будут служить заменой классическим тромболитическим препаратам, которые, как правило, вводятся на ранних стадиях тромботических состояний и не предполагают системного использования.
– Насколько далеко вы продвинулись?
– Чтобы создать полиэлектролитную капсулу, в первую очередь необходимо разработать наиболее подходящий каркас (шаблон) для ее сборки – это мы уже сделали. Нужно было найти материал, который одновременно мог содержать в себе терапевтическое средство, то есть тромболитический препарат, и при этом его можно было бы легко удалить после того, как сборка полиэлектролитных капсул будет завершена.
После того как капсула собирается, каркас, на котором шел процесс сборки, удаляется. Мы выбрали биосовместимые с организмом человека пористые матрицы, которые впоследствии, не повреждая терапевтические агенты и полиэлектролитную капсулу, удалялись бы из общей конструкции.
Конфигурация каркасов также очень важна, так как от нее зависят форма капсул и как результат взаимодействие терапевтического препарата с элементами кровеносной системы, включая иммунные клетки. Именно поэтому мы разработали анизотропные, то есть неоднородные по структуре, матрицы того же состава, которые позволят получать полиэлектролитные капсулы разной формы. Это, в свою очередь, согласно множеству исследований понижает иммуногенность (отторжение организмом) конструкции за счет большей площади поверхности в сравнении со сферическими капсулами. Чем больше площадь поверхности единичной капсулы и чем она более развита, тем лучше.
Сейчас мы занимаемся сборкой стабильных функциональных полиэлектролитных капсул на полученных матрицах с сохранением функциональной активности составляющих терапевтических агентов. Результаты наших исследованиай, включая нынешнее, мы публикуем в журналах с большим охватом аудитории, индексируемых в базах данных Scopus и Web of Science.

Василий ЯНЧИЛИН

2 комментария

Загрузка...
Новости СМИ2