РЕКЛАМА

Наноструктуры ДНК-оригами для лечения острой почечной недостаточности

МЕДИЦИНАНаноструктуры ДНК-оригами для лечения острой почечной недостаточности

Новое исследование, основанное на нанотехнологиях, вселяет надежду на лечение острого повреждения и недостаточности почек.

Почки - важнейший жизненно важный орган, выполняющий важные функции в организме. Он удаляет отходы и лишнюю воду из нашего кровотока, чтобы произвести мочу, которая затем течет из почек в мочевой пузырь через мочеточники. Эти отходы, которые образуются в нашем организме при нормальном расщеплении мышц и пищи, должны быть выброшены и выведены из организма.

В остром Почечная недостаточность, теперь называемая острой почечной недостаточностью (ОПП), азотистые отходы быстро накапливаются, и диурез уменьшается, то есть организм изо всех сил пытается вырабатывать мочу. Это происходит в течение короткого промежутка времени (дни или даже часы) с момента появления заболевания, вызывающего серьезные осложнения. Основной причиной ОПП является окислительный стресс, который возникает из-за нарушения баланса между свободными радикалами и антиоксидантной защитой в результате увеличения количества кислородсодержащих продуктов жизнедеятельности, что приводит к повреждению липидов, белков и ДНК. Этот сценарий вызывает воспаление и прогрессирует заболевание почек. Тогда высока вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний и рака. Вот почему известно, что продукты и добавки, богатые антиоксидантами, защищают от вредного воздействия кислородсодержащих отходов. При прогрессировании заболевания почек необходимы поддерживающие методы лечения, такие как регидратация и диализ, и даже может потребоваться пересадка почки. От ОПП не существует лекарства, из-за которого ежегодно умирают миллионы людей.

Защита и лечение поврежденных почек остается огромной проблемой для медицины. Антиоксидантный препарат NAC (N-ацетилцистеин), который считается золотым стандартом, обычно используется для защиты почек от токсичности во время процедур, но этот препарат имеет низкую биодоступность и, следовательно, имеет ограниченную эффективность.

Нанотехнологический подход к терапии

Применение нанотехнологий в биомедицинских методах, включая терапию, набирает обороты в последние десятилетия. Но такие применения показали ограничения в лечении заболеваний почек. В новом исследовании ученые из США и Китая описали новый превентивный метод для остановки AKI и лечения с помощью нанотехнологий с использованием крошечных самособирающихся форм, размер которых составляет всего миллиардную метра в диаметре. Эти формы были спроектированы и разработаны с использованием нанотехнологического метода под названием «ДНК оригами' в котором спаривание четырех оснований ДНК нуклеотиды используются для проектирования и изготовления так называемых наноструктур ДНК-оригами (ДОН). Эти наноструктуры — треугольной, трубчатой ​​или прямоугольной формы — могут использоваться для выполнения различных задач внутри тела. Архитектура таких наноструктуры идеально подходит для живых систем, поскольку они стабильны, обладают низкой токсичностью и иммуногенностью.

Наноструктуры ДНК-оригами самостоятельно собираются и прикрепляются к различным частям почек, образуя вокруг них защитный слой. Это было замечено при оценке их физиологического распределения с использованием количественной визуализации с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Их исследование опубликовано в Природа Биомедицинская инженерия. Группа подготовила различные структуры ДНК-оригами, а также использовала радио-мечение, чтобы изучить их поведение в почках мышей, анализируя их с помощью ПЭТ-изображений. Было замечено, что они накапливаются в почках здоровых мышей, а также тех, у кого был ОПП.

Исследование показало, как наноструктуры ДНК-оригами действуют как быстрое (всего за 2 часа) и очень активное защитное средство почек, а также обладают терапевтическим эффектом для облегчения симптомов ОПП. При изучении их распределения в реальном времени с помощью ПЭТ-сканирования было видно, что прямоугольные наноструктуры особенно успешно защищают почки так же, как и стандартное лекарство. Эти структуры отслеживают кислородсодержащие отходы и изолируют клетки от повреждений из-за окислительного стресса. Они помогают поддерживать баланс свободных радикалов и антиоксидантной защиты в почках и вокруг них, уменьшая и смягчая окислительный стресс, который является основным источником и симптомом ОПП. Меры, принимаемые ДОНами, останавливают прогрессирование болезни почек. ДОН тестировали как на живых клетках почек мышей, так и на эмбриональных клетках почек человека. Эти структуры действовали как защитные средства и улучшали функцию почек при ОПП так же эффективно, как и традиционные лекарственные препараты, в частности, препарат NAC при ОПП.

Структуры ДНК-оригами постоянно присутствовали в почках, что, по мнению авторов, связано с несколькими факторами, включая устойчивость ДОН к пищеварительным ферментам и их избегание наблюдения со стороны иммунной системы. Физиологически улучшение функции почек оценивалось по уровням креатинина в сыворотке и азота мочевины в крови, и было ясно, что наблюдалось значительное улучшение выделительной функции почек, сравнимое со стандартной лекарственной терапией.

Это междисциплинарное исследование сочетает в себе опыт наномедицины и визуализации in vivo и является первым исследованием распределения наноструктур ДНК в живой системе путем отслеживания их поведения в реальном времени. ДОН обладают низкой токсичностью для основных органов тела, что делает их идеально подходящими для клинического применения на людях. Эта современная технология является прочной основой, которая может обеспечить локальную защиту почек от ОПН и может использоваться для разработки новых терапевтических подходов к лечению ОПН и других заболеваний почек. Решение проблем почек может стать реальностью для пациентов, страдающих острым повреждением почек. Исследование расширяет возможности терапевтических программируемых наноструктур, которые можно использовать для адресной доставки лекарств и восстановления органов и тканей в организме.

{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}

Источник (ы)

Jiang D et al. 2018. Наноструктуры ДНК-оригами могут проявлять преимущественное поглощение почками и облегчать острое повреждение почек. Природа Биомедицинская инженерия. 2 (1). https://doi.org/10.1038/s41551-018-0317-8

Команда SCIEU
Команда SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Значительные достижения науки. Воздействие на человечество. Вдохновляющие умы.

Подписка на рассылку

Быть в курсе всех последних новостей, предложений и специальных объявлений.

- Реклама -

Самые популярные статьи

COVID-19 и естественный отбор Дарвина среди людей

С появлением COVID-19, похоже,...

Тренировки с отягощениями сами по себе не оптимальны для роста мышц?

Недавнее исследование показывает, что сочетание высокой нагрузки ...

COVID-19: заболевание, вызванное новым коронавирусом (2019-nCoV), получило новое название от ВОЗ

Заболевание, вызванное новым коронавирусом (2019-nCoV),...
- Реклама -
99,636Поклонникиподобно
66,080ПодписчикиПодписаться
6,297ПодписчикиПодписаться
31ПодписчикиПодписаться