Επιστήμονες του ITMO University στη Ρωσία ανέπτυξαν μαγνητικά κινούμενα νανοσωματίδια τα οποία περιέχουν θρομβίνη: Ένα φάρμακο βασισμένο σε αυτά θα μπορούσε να χορηγείται ενδοφλεβίως και να κατευθύνεται ακριβώς στην περιοχή ενός αγγειακού τραύματος για να σταματά την εσωτερική αιμορραγία και να επιταχύνει το τοπικό πήξιμο του αίματος, μειώνοντας την απώλειά του κατά 15 φορές. Τα νανοσωματίδια αυτά δεν είναι τοξικά για τους ανθρώπους, και μπορούν να χρησιμοποιούνται για ασφαλείς θεραπείες, χωρίς παρενέργειες.
Τα σωματίδια αυτά αποτελούνται από δύο βασικά συστατικά: Το πρώτο είναι η θρομβίνη, ένα ένζυμο υπεύθυνο για το πήξιμο του αίματος. Αλληλεπιδρά με μια πρωτεΐνη (ινωδογόνο) και προκαλεί δημιουργία θρόμβων για να μπλοκάρει το τραυματισμένο αγγείο. Η θρομβίνη κλείνεται σε ένα ειδικό πορώδες κέλυφος από μαγνητίτη: Πρόκειται για το δεύτερο βασικό συστατικό και επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο της κίνησης σωματιδίων εντός του σώματος μέσω της χρήσης εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.
Τα μαγνητικά νανοσωματίδια με θρομβίνη έχουν χαμηλή δραστηριότητα και δεν προκαλούν πήξιμο του αίματος εάν κατανέμονται εξίσου στα αιμοφόρα αγγεία- οπότε είναι δυνατόν να χορηγηθεί ενδοφλεβίως, με ένεση, ένα διάλυμα σωματιδίων και η μετακίνησή τους όπου χρειάζεται μέσω της χρήσης μαγνήτη. Όταν ο ασθενής λαμβάνει επιπλέον δόση ινωδογενούς, τα σωματίδια θρομβίνης γύρω από το σημείο του τραυματισμού αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και η αιμορραγία σταματά γρηγορότερα.
«Δοκιμάσαμε την αποτελεσματικότητα των νανοσωματιδίων σε δείγματα πλάσματος ανθρώπινου αίματος και ένα ειδικό μοντέλο αγγείου» λέει ο Αντρέι Ντρόζντοφ, μέλος του SCAMT Laboratory στο ITMO University. «Μετά τα πρώτα πειράματα με πλάσμα, διαπιστώσαμε ότι η θρομβίνη στα νανοσωματίδιά μας είναι λιγότερο ενεργή σε σχέση με την ελεύθερη εκδοχή της. Ωστόσο συνεχίσαμε τις δοκιμές και κάναμε επιπλέον πειράματα σε ένα μοντέλο της ροής του αίματος. Ήμασταν σε θέση να παρατηρήσουμε πώς τα νανοσωματίδια συμπεριφέρονται όταν το αγγείο έχει υποστεί ζημιά. Αποδείχτηκε πως η μαγνητική “καθοδήγηση” αντισταθμίζει τη χαμηλότερη δραστηριότητα. Τα νανοσωματίδια μειώνουν τον χρόνο πηξίματος κατά 6,5 φορές και μπορούν να μειώσουν τη συνολική απώλεια αίματος 15 φορές».
Ωστόσο, ο επικεφαλής του εργαστηρίου, Βλαντιμίρ Βινογκράντοφ, τονίζει πως η σύνθεση αυτών των νανοσωματιδίων δεν είναι εύκολη υπόθεση: «Είναι σημαντικό να κρατάμε το μέγεθός τους στα 200 νανόμετρα, διαφορετικά δεν θα είναι κατάλληλα για ένεση. Επιπρόσθετα, απαιτούνται ήπιες συνθήκες σύνθεσης, έτσι ώστε το μόριο θρομβίνης να μην διασπάται και χάνει εντελώς τη δραστηριότητά του. Επίσης, μπορέσαμε να χρησιμοποιήσουμε μόνο βιοσυμβατά υλικά. Ελέγξαμε την τοξικότητα των σωματιδίων μας με τα ανθρώπινα κύτταρα και διασφαλίσαμε ότι είναι απόλυτα ασφαλή, ακόμα και κατά τη διάρκεια παρατεταμένης έκθεσης».
Τα σωματίδια αυτά αποτελούνται από δύο βασικά συστατικά: Το πρώτο είναι η θρομβίνη, ένα ένζυμο υπεύθυνο για το πήξιμο του αίματος. Αλληλεπιδρά με μια πρωτεΐνη (ινωδογόνο) και προκαλεί δημιουργία θρόμβων για να μπλοκάρει το τραυματισμένο αγγείο. Η θρομβίνη κλείνεται σε ένα ειδικό πορώδες κέλυφος από μαγνητίτη: Πρόκειται για το δεύτερο βασικό συστατικό και επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο της κίνησης σωματιδίων εντός του σώματος μέσω της χρήσης εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.
Τα μαγνητικά νανοσωματίδια με θρομβίνη έχουν χαμηλή δραστηριότητα και δεν προκαλούν πήξιμο του αίματος εάν κατανέμονται εξίσου στα αιμοφόρα αγγεία- οπότε είναι δυνατόν να χορηγηθεί ενδοφλεβίως, με ένεση, ένα διάλυμα σωματιδίων και η μετακίνησή τους όπου χρειάζεται μέσω της χρήσης μαγνήτη. Όταν ο ασθενής λαμβάνει επιπλέον δόση ινωδογενούς, τα σωματίδια θρομβίνης γύρω από το σημείο του τραυματισμού αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και η αιμορραγία σταματά γρηγορότερα.
«Δοκιμάσαμε την αποτελεσματικότητα των νανοσωματιδίων σε δείγματα πλάσματος ανθρώπινου αίματος και ένα ειδικό μοντέλο αγγείου» λέει ο Αντρέι Ντρόζντοφ, μέλος του SCAMT Laboratory στο ITMO University. «Μετά τα πρώτα πειράματα με πλάσμα, διαπιστώσαμε ότι η θρομβίνη στα νανοσωματίδιά μας είναι λιγότερο ενεργή σε σχέση με την ελεύθερη εκδοχή της. Ωστόσο συνεχίσαμε τις δοκιμές και κάναμε επιπλέον πειράματα σε ένα μοντέλο της ροής του αίματος. Ήμασταν σε θέση να παρατηρήσουμε πώς τα νανοσωματίδια συμπεριφέρονται όταν το αγγείο έχει υποστεί ζημιά. Αποδείχτηκε πως η μαγνητική “καθοδήγηση” αντισταθμίζει τη χαμηλότερη δραστηριότητα. Τα νανοσωματίδια μειώνουν τον χρόνο πηξίματος κατά 6,5 φορές και μπορούν να μειώσουν τη συνολική απώλεια αίματος 15 φορές».
Ωστόσο, ο επικεφαλής του εργαστηρίου, Βλαντιμίρ Βινογκράντοφ, τονίζει πως η σύνθεση αυτών των νανοσωματιδίων δεν είναι εύκολη υπόθεση: «Είναι σημαντικό να κρατάμε το μέγεθός τους στα 200 νανόμετρα, διαφορετικά δεν θα είναι κατάλληλα για ένεση. Επιπρόσθετα, απαιτούνται ήπιες συνθήκες σύνθεσης, έτσι ώστε το μόριο θρομβίνης να μην διασπάται και χάνει εντελώς τη δραστηριότητά του. Επίσης, μπορέσαμε να χρησιμοποιήσουμε μόνο βιοσυμβατά υλικά. Ελέγξαμε την τοξικότητα των σωματιδίων μας με τα ανθρώπινα κύτταρα και διασφαλίσαμε ότι είναι απόλυτα ασφαλή, ακόμα και κατά τη διάρκεια παρατεταμένης έκθεσης».
