Новости химической науки > Комбинация белка с гидрогелем для разбитого сердца

Даже в том случае, когда сердечный приступ не заканчивается летальным исходом, недостаток крови повреждает ткань сердца, что приводит к сердечной недостаточности. Исследователям удалось разработать смесь белка роста и биоразлагаемого гидрогеля, позволяющую предотвратить рубцевание сердечной мышцы и восстановить ее состояние.

Как сообщают исследователи, инъекция нового «коктейля» в место сердечного приступа у мышей успешно борется с повреждением ткани сердца.

Новая стратегия является комбинацией двух экспериментальных методик восстановления сердца после сердечного приступа. Один подход заключается во введении биоразлагаемого материала, выступающего в качестве каркаса, укрепляющего ослабевшей ткани сердечной мышцы; другой – во введении стволовых клеток или факторов роста, позволяющих восстановить поврежденное сердце. Будучи взятыми по отдельности оба метода продемонстрировали лишь скромные результаты в клинических испытаниях.

Рисунок из ACS Biomater. Sci. Eng. 2015, DOI: 10.1021/acsbiomaterials.5b00077

По этой причине Ядон Вонг (Yadong Wang) совместно с коллегами решил разработать хитрый способ доставки белковых факторов роста, инкапсулировав их в гидрогель. Гель защищает белок, не дает ему «разбежаться» по организму, локализуя его в месте приступа, а также поддерживает поврежденные стенки непосредственно после приступа. В качестве фактора роста исследователи использовали белок «Ёжик Соник» (Sonic hedgehog), который, как известно, защищает клетки сердца и помогает им расти, индуцируя образование сосудов крови.

Исследователи смешали фактор роста с отрицательно заряженным гепарином, который представляет собой широко известный антикоагулянт, и поликатионом, который, взаимодействуя с гепарином, способствует образованию жидких капель микрометрового размера.

Следующий этап заключался в комбинации капель с полиэтиленгликолевым гелем. По словам Вонга, гель направляет сигнальный протеин к поврежденной ткани, так как такой гель деградирует в присутствии ферментов, образующихся при сердечных приступах.

Для проверки эффективности новой стратегии исследователи вызывали сердечные приступы у крыс, после чего делили подопытных животных на четыре контрольные группы. Одной группе делали инъекцию нового, комбинированного препарата, второй группе – только белковый препарат, третьей – только гидрогель и четвертой – просто физраствор. Зарегистрированные через две или четыре недели электрокардиограммы показали, что сердца, лечение которых происходило комбинированным препаратом, прокачивали больший объем крови при сокращении сердца, при этом вскрытие показывало, что у них степень рубцевания сердечной мышцы примерно на 25% ниже, чем у остальных групп.

Вонг предполагает, что если новый препарат будет также эффективно работать и на людях, его можно будет доставлять через катетер или небольшое рассечение грудной клетки.

Источник: ACS Biomater. Sci. Eng. 2015, DOI: 10.1021/acsbiomaterials.5b00077

метки статьи: #биомедицинские микроприборы, #биохимия, #медицинская химия, #химия полимеров