Ученые разработали безопасный препарат для лечения глазных воспалений

Ученые разработали безопасный препарат для лечения глазных воспалений

Российско-американский научный коллектив представил новый терапевтический метод с использованием наночастиц фермента-антиоксиданта, разработанный специально для глаз. Он снимает воспаления и восстанавливает ткани, не вызывая побочных эффектов: раздражения и аллергии даже при высоких дозах. Результаты работы представлены в международном научном журнале Biomedicines.

Воспалительные заболевания глаз остаются наиболее частой клинической проблемой в офтальмологии. Вторичные процессы, связанные с воспалениями глаз, такие как перепроизводство активных форм кислорода (АФК) и истощение внутренней антиоксидантной системы, часто приводят к повреждению эпителиальной и соединительной тканей глаза, нечеткости зрения и даже слепоте. АФК, в принципе, способствуют гибели клеток организма и дегенерации тканей из-за повреждения ими множества компонентов клеток, включая клеточную мембрану, ДНК, белки, ферменты и т.д.

Чрезмерное высвобождение активных форм кислорода может вызвать существенное повреждение не только воспаленного участка, но и окружающей нормальной ткани. Это особенно важно для глаз, так как прозрачность роговицы и хрусталика, а также функционирование фоторецепторного аппарата зависят от их высокоупорядоченных структур, а чрезмерное повреждение тканей нарушает зрительную функцию. Роговица, хрусталик на тканевом уровне имеют упорядоченное строение, поэтому если они повреждаются, нарушается их структура, а значит, и зрительная функция.

Антиоксидантные ферменты, такие как супероксиддисмутаза, известны как мощные поглотители активных форм кислорода. Однако их доставка в глазные ткани представляет собой серьезную проблему из-за их весьма ограниченной проницаемости, поскольку глаз - довольно изолированный орган, и патологические процессы в нем желательно лечить не системным, а местным способом.

Коллектив ученых НИТУ "МИСиС", МГУ имени Ломоносова, НМИЦ им. Гельмгольца и Университета Северной Каролины решил проблему перепроизводства свободных радикалов созданием многослойных полимерных наночастиц фермента супероксиддисмутазы (Nano-SOD1), разработанных специально для глаз.

"Способность Nano-SOD1 уменьшать воспалительные процессы в глазу была исследована in vivo на кроликах с модельным иммуногенным увеитом - воспалением внутренних сосудистых путей глаза. В ходе доклинических исследований было показано, что местные капельные введения Nano-SOD1 были на 35% более эффективными в уменьшении проявлений увеита по сравнению со свободным ферментом SOD1. В частности, мы отметили статистически значимые различия в таких воспалительных признаках глаза, как отек роговицы и конъюнктивы, гиперемия радужной оболочки и сгустки фибрина", - рассказал один из авторов исследования инженер научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ "МИСиС" Александр Ванеев.

Ученый пояснил, что при разработке были использованы созданные коллективом ранее наночастицы SOD1. Однако новый состав был специально изготовлен для местного применения в офтальмологии. Оптимизация технологии позволила увеличить КПД при получении Nano-SOD1, а также добиться наибольшей степени устойчивости препарата.

По словам исследователей, Nano-SOD1 проникает во внутренние структуры глаза более чем в 2 раза эффективнее, чем сама SOD1, намного лучше удерживается на поверхности роговицы и сохраняет активность фермента в глазу в течение гораздо более длительного периода времени, чем обычный фермент SOD1 без включения в состав наночастиц. Ученые наблюдали уменьшение воспаления и восстановление антиоксидантной активности в глазах.

При этом в результате испытаний ученые выяснили, что Nano-SOD1 не проявляет никакой токсичности (раздражение глаз, острая, хроническая и репродуктивная токсичность, аллергенность, иммуногенность, мутагенность) в широком диапазоне концентраций и даже при использовании чрезвычайно высоких доз.

В настоящий момент разработчики продолжают серию доклинических испытаний полученного препарата.

Справка о НИТУ "МИСиС"

НИТУ "МИСиС" - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ "МИСиС" также представляет собой полноценный научный центр. Университет занимает ведущие позиции в мире в предметных рейтингах THE, QS и ARWU сразу по 16 направлениям, входя в топ-100 в категориях "Инжиниринг-Горное дело" (рейтинг QS) и "Инжиниринг-Металлургия" (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ "МИСиС" в группе 101+ лучших вузов (рейтинг QS).

Стратегическая цель НИТУ "МИСиС" к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нанотехнологий и ИТ. В состав университета входит 10 институтов, 6 филиалов - четыре в России и два за рубежом. В НИТУ "МИСиС" учится более 20 000 обучающихся, среди них 26% - это студенты из 84 стран мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. НИТУ "МИСиС" успешно реализует совместные проекты с крупнейшими высокотехнологичными компаниями России и мира.