Naujas tyrimas, pagrįstas nanotechnologijomis, suteikia viltį gydyti ūminį inkstų pažeidimą ir nepakankamumą.
Inkstai yra gyvybiškai svarbus organas, atliekantis svarbiausias kūno funkcijas. Jis pašalina atliekas ir papildomą vandenį iš mūsų kraujotakos, kad susidarytų šlapimas, kuris paskui šlapimtakiais teka iš inkstų į šlapimo pūslę. Šios atliekos, susidarančios mūsų kūne dėl normalaus raumenų irimo ir maisto, turi būti išmestos ir efektyviai pašalinamos.
Ūmiai inkstų nepakankamumas, dabar vadinama ūminiu inkstų pažeidimu (AKI), greitai kaupiasi azoto atliekos ir sumažėja šlapimo išsiskyrimas, ty organizmas stengiasi gaminti šlapimą. Tai įvyksta per trumpą laiko tarpą (dienų ar net valandų) nuo ligos pradžios ir sukelia rimtų komplikacijų. Pagrindinė AKI priežastis yra oksidacinis stresas, atsirandantis dėl sutrikusios pusiausvyros tarp laisvųjų radikalų ir antioksidacinės gynybos, atsirandančios dėl deguonies turinčių atliekų kiekio padidėjimo, taip pažeidžiant lipidus, baltymus ir. DNR. Šis scenarijus sukelia uždegimą ir skatina inkstų ligą. Tada yra didelė tikimybė susirgti širdies ir kraujagyslių ligomis bei vėžiu. Štai kodėl žinoma, kad antioksidantais turtingas maistas ir papildai apsaugo nuo žalingo deguonies turinčių atliekų produktų poveikio. Kai inkstų ligos sunkumas progresuoja, reikalingas palaikomasis gydymas, pvz., rehidratacija ir dializė, ir gali prireikti net inksto persodinimo. AKI nėra išgydoma, todėl kasmet ji sukelia milijonus mirčių.
Sužalotų inkstų apsauga ir gydymas tebėra didžiulis iššūkis medicinoje. Antioksidacinis vaistas NAC (N-acetilcisteinas), laikomas auksiniu standartu, paprastai naudojamas apsaugoti inkstus nuo toksiškumo procedūrų metu, tačiau šio vaisto biologinis prieinamumas yra prastas, todėl jo veiksmingumas yra ribotas.
Nanotechnologinis požiūris į gydymą
Nanotechnologijų taikymas biomedicinos metoduose, įskaitant terapiją, pastaraisiais dešimtmečiais paspartėjo. Tačiau tokios programos parodė ribotumą gydant inkstų ligas. Naujame tyrime JAV ir Kinijos mokslininkai aprašė naują prevencinį metodą AKI sustabdymui ir jo gydymui naudojant nanotechnologiją, apimančią mažytes savaime susirenkančias formas, kurių skersmuo siekia vos milijardąją metro dalį. Šios formos buvo sukurtos ir sukurtos naudojant nanotechnologijos metodą, vadinamą "DNR origami“, kuriame bazinė keturių pora DNR nukleotidai naudojami kuriant ir gaminant tai, kas vadinama DNR origami nanostruktūros (DON). Šios nanostruktūros – trikampės, vamzdinės ar stačiakampės – gali būti naudojamos atliekant įvairias užduotis kūno viduje. Tokių architektūra nanostruktūros idealiai tinka gyvoms sistemoms, nes yra stabilios ir turi mažą toksiškumą bei imunogeniškumą.
DNR origami nanostruktūros savaime susirenka ir užsifiksuoja ant skirtingų inkstų dalių ir sudaro aplink jas apsauginį sluoksnį. Tai buvo pastebėta vertinant jų fiziologinį pasiskirstymą naudojant kiekybinį vaizdą pozitronų emisijos tomografija (PET). Jų tyrimas paskelbtas m Gamtos biomedicinos inžinerija. Grupė ruošė įvairius DNR origami struktūros ir taip pat naudojamos radijo ženklinimas, siekiant ištirti jų elgesį pelių inkstuose, analizuojant juos naudojant PET vaizdą. Buvo pastebėta, kad jie kaupiasi sveikų pelių, taip pat tų, kurios sirgo AKI, inkstuose.
Tyrimas parodė, kaip DNR origami nanostruktūros veikia kaip greitas (tik per 2 valandas) ir labai aktyvus inkstų apsauginis agentas, taip pat buvo gydomasis palengvinant AKI simptomus. Ištyrus jų pasiskirstymą realiuoju laiku naudojant PET nuskaitymą, buvo pastebėta, kad stačiakampės nanostruktūros geriausiai apsaugojo inkstus taip, kaip tai daro standartinis vaistas. Šios struktūros seka deguonies turinčius atliekų produktus ir izoliuoja ląsteles nuo pažeidimų dėl oksidacinio streso. Jie padeda išlaikyti laisvųjų radikalų pusiausvyrą ir antioksidacinę apsaugą inkstuose ir aplink juos, mažina ir mažina oksidacinį stresą, kuris yra pagrindinis AKI šaltinis ir simptomas. Priemonės, kurių imasi DON, sustabdo inkstų ligos progresavimą. DON buvo tiriami tiek su gyvų pelių inkstų, tiek su žmogaus embrioninėmis inkstų ląstelėmis. Šios struktūros veikė kaip apsauginė apsauga ir pagerino inkstų funkciją sergant AKI taip pat veiksmingai, kaip ir tradicinės vaistų terapijos, ypač NAC vaistas, skirtas AKI.
DNR origami struktūros nuolat buvo inkstuose, o tai, kaip teigia autoriai, dėl kelių veiksnių, įskaitant DON atsparumą virškinimo fermentams ir jų vengimą stebėti imuninę sistemą. Fiziologiniu požiūriu inkstų funkcijos pagerėjimas buvo įvertintas stebint kreatinino ir karbamido azoto kiekį kraujyje, ir buvo aišku, kad inkstų išskyrimo funkcija žymiai pagerėjo, palyginti su standartine vaistų terapija.
Šis daugiadalykis tyrimas sujungia nanomedicinos ir in vivo vaizdavimo patirtį ir yra pirmasis tyrimas, kuriame tiriamas DNR nanostruktūras gyvoje sistemoje gyvai stebint jų elgesį. DON yra mažai toksiški pagrindiniams kūno organams, todėl jie idealiai tinka klinikiniam naudojimui žmonėms. Ši moderni technologija yra tvirtas pagrindas, galintis užtikrinti vietinę inkstų apsaugą nuo AKI ir gali būti naudojamas kuriant naujus terapinius metodus AKI ir kitoms inkstų ligoms gydyti. Inkstų ligų sprendimas gali tapti realybe pacientams, kenčiantiems nuo ūminio inkstų pažeidimo. Tyrimas papildo terapinių programuojamų nanostruktūrų, kurios gali būti naudojamos tikslingai vaistų tiekimui ir organų bei audinių taisymui organizme, potencialą.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
Jiang D ir kt. 2018 m. DNR origami nanostruktūros gali turėti pirmenybę inkstų absorbcijai ir palengvinti ūminį inkstų pažeidimą. Gamtos biomedicinos inžinerija. 2 straipsnio 1 dalį. https://doi.org/10.1038/s41551-018-0317-8
***
