Новае даследаванне, заснаванае на нанатэхналогіях, спараджае надзею на лячэнне вострай нырачнай траўмы і недастатковасці.
Ныркі - гэта важны жыццёва важны орган, які выконвае найважнейшыя функцыі ў арганізме. Ён выдаляе адходы і лішнюю ваду з нашага патоку крыві, каб вырабіць мачу, якая затым цячэ з нырак у мачавая бурбалка праз мачаточнікі. Гэтыя адходы, якія ўтвараюцца ў нашым арганізме ў выніку нармальнага распаду цягліц і прадуктаў, павінны быць выкінуты і эфектыўна выведзены з арганізма.
У вострай нырачная недастатковасць, цяпер называецца вострым пашкоджаннем нырак (API), азоцістыя адходы хутка назапашваюцца, і вылучэнне мачы памяншаецца, т. е. арганізм змагаецца з выпрацоўкай мачы. Гэта адбываецца на працягу кароткага прамежку часу (суткі ці нават гадзіны) ад пачатку захворвання, якое выклікае сур'ёзныя ўскладненні. Асноўнай прычынай AKI з'яўляецца акісляльны стрэс, які ўзнікае з-за парушанага балансу паміж свабоднымі радыкаламі і антіоксідантной абаронай у выніку павелічэння кіслародзмяшчальных адходаў, што прыводзіць да пашкоджання ліпідаў, бялкоў і ДНК. Гэты сцэнар выклікае запаленне і прагрэсуе захворванне нырак. Тады высокая верагоднасць развіцця сардэчна-сасудзістых захворванняў і раку. Вось чаму, як вядома, багатыя антыаксідантамі прадукты і харчовыя дабаўкі абараняюць ад шкоднага ўздзеяння кіслародзмяшчальных адходаў. Калі цяжар захворвання нырак прагрэсуе, неабходныя падтрымліваючыя метады лячэння, такія як рэгідратацыя і дыяліз, і нават можа спатрэбіцца трансплантацыя ныркі. Не існуе лекаў ад AKI, што робіць яго адказным за мільёны смерцяў кожны год.
Абарона і лячэнне пашкоджаных нырак застаецца велізарнай праблемай у медыцыне. Антыаксідантны прэпарат NAC (N-ацетилцистеин), які лічыцца залатым стандартам, звычайна выкарыстоўваецца для абароны нырак ад таксічнасці падчас працэдур, але гэты прэпарат мае нізкую біодоступность і, такім чынам, мае абмежаваную эфектыўнасць.
Нанатэхналагічны падыход да тэрапіі
У апошнія дзесяцігоддзі прымяненне нанатэхналогій у біямедыцынскіх метадах, уключаючы тэрапію, набрала тэмпы. Але такія прымянення паказалі абмежаванні ў лячэнні захворванняў нырак. У новым даследаванні навукоўцы з ЗША і Кітая апісалі новы метад прафілактыкі для спынення ОРП і лячэння з выкарыстаннем нанатэхналогій, якія ўключаюць малюсенькія самазборныя формы, якія маюць толькі мільярдную долю метра ў дыяметры. Гэтыя формы былі распрацаваны і распрацаваны з выкарыстаннем нанатэхналагічнага метаду пад назвай «ДНК арыгамі' у якой асновы пары з чатырох ДНК нуклеатыдаў выкарыстоўваецца для распрацоўкі і вытворчасці таго, што называецца ДНК нанаструктуры арыгамі (DON). Гэтыя нанаструктуры - трохкутнай, трубчастай або прамавугольнай формы - могуць быць выкарыстаны для выканання розных задач унутры цела. Архітэктура такая нанаструктуры ідэальна падыходзіць для жывых сістэм, таму што яны стабільныя і маюць нізкую таксічнасць і імунагеннасць.
ДНК Нанаструктуры арыгамі самастойна збіраюцца і замацоўваюцца на розных частках нырак і ўтвараюць вакол іх ахоўны пласт. Гэта было заўважана пры ацэнцы іх фізіялагічнага размеркавання з дапамогай колькаснай візуалізацыі з дапамогай пазітронна-эмісійнай тамаграфіі (ПЭТ). Іх даследаванне апублікавана ў Прырода біямедыцынскія інжынерыя. Група рыхтавала разн ДНК структуры арыгамі, а таксама выкарыст радыё маркіроўкі, каб вывучыць іх паводзіны ў нырках мышэй пры іх аналізе з дапамогай ПЭТ. Было заўважана, што яны назапашваюцца ў нырках здаровых мышэй, а таксама ў тых, хто хварэў ОПН.
Даследаванне паказала, як ДНК Нанаструктуры арыгамі дзейнічаюць як хуткі (на працягу ўсяго 2 гадзін) і вельмі актыўны сродак для абароны нырак, а таксама былі тэрапеўтычнымі пры палягчэнні сімптомаў ОПН. Пры вывучэнні іх размеркавання ў рэжыме рэальнага часу з дапамогай ПЭТ-сканавання было відаць, што прастакутныя нанаструктуры найбольш паспяхова абараняюць ныркі гэтак жа, як і стандартны прэпарат. Гэтыя структуры адсочваюць кіслародзмяшчальныя адходы і ізалююць клеткі ад пашкоджанняў з-за акісляльнага стрэсу. Яны дапамагаюць падтрымліваць баланс свабодных радыкалаў і антыаксідантнай абароны ў нырках і вакол іх, памяншаючы і палягчаючы акісляльны стрэс, які з'яўляецца асноўнай крыніцай і сімптомам ОПН. Прынятыя ДОН меры спыняюць прагрэсаванне захворвання нырак. DON былі пратэставаныя як на клетках нырак жывых мышэй, так і на клетках эмбрыянальных нырак чалавека. Гэтыя структуры дзейнічалі як ахоўны ахоўнік і паляпшалі функцыю нырак пры ОПП гэтак жа эфектыўна, як і традыцыйныя медыкаментозныя метады тэрапіі, асабліва прэпарат NAC для ОПП.
Структуры арыгамі ДНК пастаянна прысутнічалі ў нырках, што, як мяркуюць аўтары, звязана з некалькімі фактарамі, уключаючы ўстойлівасць DON да стрававальным ферментам і пазбяганне іх кантролю імуннай сістэмы. Фізіялагічна, паляпшэнне функцыі нырак ацэньвалі, адзначаючы ўзроўні сыроватачна креатініна і азоту мачавіны ў крыві, і было ясна, што назіраецца значнае паляпшэнне вылучальнай функцыі нырак, параўнальнае са стандартнай лекавай тэрапіяй.
Гэта міждысцыплінарнае даследаванне аб'ядноўвае вопыт нанамедыцыны і візуалізацыі in vivo і з'яўляецца першым у гісторыі вывучэннем распаўсюджвання ДНК нанаструктур у жывой сістэме, адсочваючы іх паводзіны. DONs маюць нізкую таксічнасць у асноўных органах цела, што робіць іх ідэальна прыдатнымі для клінічнага выкарыстання ў людзей. Гэтая сучасная тэхналогія з'яўляецца моцнай асновай, якая можа забяспечыць лакалізаваную абарону нырак ад ОПН і можа выкарыстоўвацца для распрацоўкі новых тэрапеўтычных падыходаў для лячэння ОПН і іншых захворванняў нырак. Рашэнне для лячэння захворванняў нырак можа стаць рэальнасцю для пацыентаў з вострым пашкоджаннем нырак. Даследаванне павялічвае патэнцыял тэрапеўтычных праграмуемых нанаструктур, якія можна выкарыстоўваць для мэтавай дастаўкі лекаў і аднаўлення органаў і тканак у арганізме.
***
Крыніца (я)
Цзян Д і інш. 2018 год. ДНК Нанаструктуры арыгамі могуць дэманстраваць пераважнае паглынанне ныркамі і палягчаць вострае пашкоджанне нырак. Прырода біямедыцынскія інжынерыя. 2 (1). https://doi.org/10.1038/s41551-018-0317-8
***
