Des membres de la Faculté de chimie de l'Université d'État Lomonossov de Moscou ont développé de nouveaux agents nanométriques qui pourraient être utilisés comme modalités de protection et d'antidote efficaces contre l'impact des composés organophosphorés neurotoxiques tels que les pesticides et les agents de guerre chimique. Les résultats de la recherche sont publiés dans le Journal de la libération contrôlée .
Le développement des premiers médicaments nanométriques a commencé il y a plus de 30 ans, et dans les années 90, les premiers nanomédicaments pour le traitement du cancer sont entrés sur le marché. Ces médicaments étaient basés sur des liposomes, des vésicules sphériques constituées de bicouches lipidiques. La nouvelle technologie, développé par Kabanov et ses collègues, utilise une enzyme encapsulée dans une couche polymère biodégradable à base d'un acide aminé (acide glutamique).
Alexander Kabanov de l'Université d'État Lomonossov de Moscou, l'un des auteurs, dit, « A la fin des années 80, mon équipe (à l'époque à Moscou) et des collègues japonais dirigés par le professeur Kazunori Kataoka de Tokyo ont commencé à utiliser des micelles polymères pour l'administration de petites molécules. Bientôt, le domaine de la nanomédecine a explosé. Actuellement, des centaines de laboratoires à travers le monde travaillent dans ce domaine, en appliquant une grande variété d'approches à la création de tels agents nanométriques. Un médicament à base de micelles polymériques, développé par une société coréenne Samyang Biopharm, a été approuvé pour un usage humain en 2006.
L'équipe du professeur Kabanov, après avoir déménagé aux États-Unis en 1994, axé sur le développement de micelles polymères, qui pourraient inclure des biopolymères en raison d'interactions électrostatiques. Initialement, les chimistes se sont intéressés à l'utilisation des micelles pour l'administration d'ARN et d'ADN, mais plus tard, les scientifiques ont commencé à utiliser activement cette approche pour l'administration de protéines et d'enzymes au cerveau et à d'autres organes.
Alexandre Kabanov dit, "À l'époque, J'ai travaillé au centre médical de l'Université du Nebraska, à Omaha, et d'ici 2010, nous avons eu beaucoup de résultats dans ce domaine. C'est pourquoi, lorsque mon collègue du département d'enzyme chimique de l'université d'État Lomonossov de Moscou, Prof. Natalia Klyachko, m'a demandé de demander une méga-subvention, le thème de recherche du nouveau laboratoire était assez évident. Spécifiquement, d'utiliser notre approche de livraison, que nous avons appelé un « nanozyme », ' pour des applications médicales."
Des scientifiques et le groupe d'enzymologues de l'Université d'État Lomonossov de Moscou sous la direction de la chercheuse en biologie Elena Efremenko, ont choisi l'hydrolase organophosphorée comme l'une des enzymes délivrées. L'hydrolase organophosphorée est capable de dégrader les pesticides toxiques et les agents de guerre chimique. Cependant, il a des inconvénients. En raison de son origine bactérienne, une réponse immunitaire est observée à la suite de sa délivrance aux mammifères. De plus, l'hydrolase organophosphorée est rapidement éliminée de l'organisme. Les chimistes ont résolu ce problème à l'aide d'une approche d'« auto-assemblage ». L'inclusion de l'enzyme organophosphorée hydrolase dans des particules de nanoenzyme provoque l'affaiblissement de la réponse immunitaire, et à la fois la stabilité au stockage de l'enzyme et sa durée de vie après livraison à un organisme augmentent considérablement. Des expériences sur des rats ont prouvé que le nanozyme protège efficacement les organismes contre des doses mortelles de pesticides hautement toxiques et même d'agents de guerre chimique tels que le gaz neurotoxique VX.
Alexandre Kabanov dit, "La simplicité de notre approche est très importante. Vous pourriez obtenir un nanozyme organophosphoré hydrolase par simple mélange de solutions aqueuses d'anenzyme et d'un polymère biocompatible sûr. Ce nanozyme est auto-assemblé via une interaction électrostatique entre une protéine (enzyme) et un polymère. "
Selon le scientifique, la simplicité et l'efficacité technologique de la démarche, ainsi que les résultats prometteurs des expérimentations animales, apporter l'espoir que cette modalité pourrait être couronnée de succès dans l'utilisation clinique.
