Ученые создали наночастицы, снабжающие клетки мозга кислородом после инсульта

Новости

Ученые создали наночастицы, снабжающие клетки мозга кислородом после инсульта

24 июня 2021

Ученые создали наночастицы, снабжающие клетки мозга кислородом после инсульта

Они более чем вполовину уменьшили последствия инсульта как в культурах нервных клеток, так и в мозге крыс.

Китайские исследователи создали фотосинтезирующие частицы, которые могут снабжать клетки мозга кислородом во время инсультов. Это предотвращает массовую гибель нейронов, сообщают ученые в научном журнале ACS Nano Letters.

«Мы создали наночастицы, способные вырабатывать кислород при их облучении инфракрасным излучением. Как показали наши опыты, подобная процедура защищает нейроны от гибели при инсульте, а также улучшает работу мозга впоследствии – в результате того, что эти частицы стимулируют рост новых кровеносных сосудов», – пишут исследователи.

Инсульты и другие формы кровоизлияний в мозг стали одной из главных причин преждевременной смерти людей в большинстве развитых стран мира – наряду с инфарктами, сердечной недостаточностью и различными формами раковых опухолей. По статистике Всемирной организации здравоохранения, жертвами инсультов становятся около 15 млн. людей ежегодно. 5 млн. из них умирают, а еще 5 – становятся инвалидами.

Без кислорода нейроны могут прожить около 6-7 минут. Поэтому из-за инсультов клетки часто массово гибнут в тех областях мозга, где кровообращение было нарушено. Причем многие из них гибнут уже после восстановления циркуляции кислорода. В последние годы медики и биологи активно работают над созданием препаратов, которые способны защитить нейроны от гибели и предотвратить развитие самых тяжелых последствий инсультов.

Медики и химики под руководством профессора Хуачжунского университета науки и технологий (Китай) Вана Линя нашли необычное решение для этой проблемы. Они научились снабжать клетки мозга кислородом с помощью наночастиц, начиненных колониями цианобактерий.

По словам исследователей, некоторые подобные микробы могут захватывать углекислый газ из окружающей среды практически неограниченно долго и превращать его в кислород, не требуя никаких других реагентов, кроме света солнца. Теоретически благодаря этому их можно использовать для снабжения различных тканей тела кислородом, если найти способ «подсветить» колонии бактерий внутри организма человека.

Ван Линь и его коллеги выяснили, что эту задачу можно решить, используя специализированные наночастицы. Они служат капсулой, внутрь которой помещаются микробы, и одновременно преобразуют инфракрасное излучение во вспышки видимого света. Кроме того, эти оболочки служат барьером, который препятствует проникновению в организм человека потенциально опасных продуктов жизнедеятельности микробов.

Работу этих наночастиц ученые проверили на культурах нейронов и на обычных лабораторных мышах. Во время этих экспериментов биологи вызвали у грызунов искусственный аналог инсульта, перекрыв кровоснабжение в некоторых артериях их мозга, после чего попытались защитить нейроны от последствий его развития при помощи фотосинтезирующих бактерий, подсветив их при помощи инфракрасного лазера.

Как оказалось, наночастицы успешно справились с этой задачей, практически удвоив число выживших нейронов в культуре клеток, а также уменьшив объем и площадь поврежденных участков мозга в голове мышей на 51% и 60% соответственно. Это значительно снизило остроту нарушений в его работе, связанных с инсультом, а также улучшило координацию движений и когнитивные способности грызунов.

Наночастицы продолжали улучшать работу мозга и после того, как его кровоснабжение было полностью восстановлено. Как предполагают ученые, это связано с тем, что они подавляли воспаления и способствовали росту новых сосудов, что дополнительно повышало шансы нейронов на выживание после перенесенного кислородного голода.

Последующие опыты и клинические испытания, как надеются ученые, подтвердят безопасность и эффективность фотосинтезирующих наночастиц для здоровья пациентов, что откроет дорогу для их использования при лечении инсультов и прочих сбоев в работе кровеносной системы, приводящих к гипоксии.

Источник: nauka.tass.ru