РЕКЛАМА

Наноструктуры 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 конструирования и изготовления того, что называется ДНК наноструктуры оригами (ДОН). Эти наноструктуры – треугольной, трубчатой ​​или прямоугольной формы – могут затем использоваться для выполнения различных задач внутри организма. Архитектура такого наноструктуры идеально подходит для живых систем, поскольку они стабильны, обладают низкой токсичностью и иммуногенностью.

ДНК Наноструктуры оригами самособираются 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 ДНК структуры оригами, а также используются радио маркировка для изучения их поведения в почках мышей при их анализе с помощью ПЭТ. Было замечено, что они накапливались в почках здоровых мышей, а также тех, у кого было ОПП.

Исследование показало, как ДНК Наноструктуры оригами действуют как быстрая (всего в течение 2 часов) и очень активная защита почек, а также оказывают терапевтическое воздействие на облегчение симптомов ОПП. При изучении их распределения в реальном времени с помощью ПЭТ-сканирования было видно, что прямоугольные наноструктуры наиболее успешно защищают почки так же, как и стандартные лекарства. Эти структуры отслеживают кислородсодержащие отходы и изолируют клетки от повреждений, вызванных окислительным стрессом. Они помогают поддерживать баланс свободных радикалов и антиоксидантной защиты в почках и вокруг них, уменьшая и облегчая окислительный стресс, который является основным источником и симптомом ОПП. Меры, принимаемые ДОНами, останавливают прогрессирование заболевания почек. ДОН тестировали как на живых почках мышей, так и на клетках эмбриональных почек человека. Эти структуры действовали как защитная защита и улучшали функцию почек при ОПП так же эффективно, как и традиционная медикаментозная терапия, особенно 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 в истории исследованием распределения ДНК наноструктуры в живой системе путем живого отслеживания их поведения. ДОНы обладают низкой токсичностью для основных органов тела, что делает их идеально подходящими для клинического применения у людей. Эта современная технология является прочной основой, которая может обеспечить локальную защиту почек от ОПП и может быть использована для разработки новых терапевтических подходов к лечению ОПП и других заболеваний почек. Решение проблемы заболеваний почек может стать реальностью для пациентов, страдающих острым повреждением почек. Исследование расширяет потенциал терапевтических программируемых наноструктур, которые можно использовать для целевой 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)

Цзян Д. и др. 2018. ДНК Наноструктуры оригами могут проявлять преимущественное почечное поглощение 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.

Самые популярные статьи

На пути к лучшему пониманию депрессии и беспокойства

Исследователи подробно изучили эффекты «пессимистического мышления», которое ...

Варианты вируса оспы обезьян (MPXV) получили новые названия 

08 августа 2022 года группа экспертов ВОЗ...
- Реклама -
94,223ПоклонникиПодобно
47,610ПодписчикиПодписаться
1,772ПодписчикиПодписаться
30ПодписчикиПодписаться