Nanozymer - effektiv modgift mod pesticider

Medlemmer af det kemiske fakultet ved Lomonosov Moscow State University har udviklet nye midler i nanostørrelse, der kan bruges som effektive beskyttelses- og modgift mod påvirkningen af ​​neurotoksiske organophosphorforbindelser såsom pesticider og kemiske krigsførelsesmidler. Forskningsresultaterne er offentliggjort i Journal of Controlled Release .

Udviklingen af ​​de første nanoserede lægemidler startede for mere end 30 år siden, og i 1990'erne, de første nanomedicin til kræftbehandling kom på markedet. Disse lægemidler var baseret på liposomer - sfæriske vesikler lavet af lipid-dobbeltlag. Den nye teknologi, udviklet af Kabanov og hans kolleger, bruger et enzym indkapslet i en bionedbrydelig polymerbelægning baseret på en aminosyre (glutaminsyre).

Alexander Kabanov fra Lomonosov Moscow State University, en af ​​forfatterne, siger, "I slutningen af ​​1980'erne, mit team (på det tidspunkt i Moskva) og japanske kolleger ledet af prof. Kazunori Kataoka fra Tokyo begyndte at bruge polymermiceller til levering af små molekyler. Snart, det nanomedicinske felt eksploderede. I øjeblikket, hundredvis af laboratorier over hele kloden arbejder på dette område, anvendelse af en bred vifte af tilgange til skabelsen af ​​sådanne midler i nanostørrelse. Et lægemiddel baseret på polymere miceller, udviklet af et koreansk firma Samyang Biopharm, blev godkendt til menneskelig brug i 2006."

Professor Kabanovs team, efter at have flyttet til USA i 1994, fokuseret på udvikling af polymermiceller, som kunne omfatte biopolymerer på grund af elektrostatiske interaktioner. I første omgang, kemikere var interesserede i brugen af ​​miceller til RNA- og DNA-levering, men senere, forskere begyndte aktivt at udnytte denne tilgang til levering af proteiner og enzymer til hjernen og andre organer.

Alexander Kabanov siger, "Dengang Jeg arbejdede på University of Nebraska Medical Center, i Omaha, og i 2010, vi havde mange resultater på dette område. Derfor, da min kollega fra Kemisk Enzymologisk Afdeling ved Lomonosov Moscow State University, Prof. Natalia Klyachko, bad mig ansøge om et mega-bevilling, forskningstemaet for det nye laboratorium var ret indlysende. Specifikt, at bruge vores leveringstilgang, som vi har kaldt et 'nanozym, 'til medicinske anvendelser. "

Forskere sammen med gruppen af ​​enzymologer fra Lomonosov Moscow State University under ledelse af biologisk forsker Elena Efremenko, har valgt organophosphorhydrolase som et af de leverede enzymer. Organophosphorhydrolase er i stand til at nedbryde giftige pesticider og kemiske krigsførelsesmidler. Imidlertid, det har ulemper. På grund af dets bakterielle oprindelse, et immunrespons observeres som et resultat af dets levering til pattedyr. I øvrigt, organophosphorhydrolase fjernes hurtigt fra kroppen. Kemikere har løst dette problem ved hjælp af en "selvmonteret" tilgang. Inklusionen af ​​organophosphorhydrolase-enzymet i nanozympartikler får immunresponset til at blive svagere, og både enzymets lagringsstabilitet og dets levetid efter levering til en organisme øges betydeligt. Rotteforsøg har bevist, at nanozymet effektivt beskytter organismer mod dødelige doser af meget giftige pesticider og endda kemiske krigsmidler såsom VX-nervegas.

Alexander Kabanov siger, "Simpelheden i vores tilgang er meget vigtig. Du kunne få et organophosphorhydrolase-nanozym ved simpel blanding af vandige opløsninger af anenzym og en sikker biokompatibel polymer. Dette nanozym er selvsamlet via elektrostatisk interaktion mellem et protein (enzym) og polymer."

Ifølge videnskabsmanden, tilgangens enkelhed og teknologiske effektivitet, sammen med de lovende resultater af dyreforsøg, bringe håb om, at denne modalitet kunne blive vellykket i klinisk brug.