Une équipe scientifique internationale a développé un complexe thérapeutique innovant basé sur des nanostructures polymères multicouches de superoxyde dismutase (SOD). La nouvelle substance peut être utilisée pour réhabiliter efficacement les patients après des lésions médullaires aiguës, coups, et crises cardiaques.

L'une des formes les plus dévastatrices de traumatisme pour le corps humain est une lésion de la moelle épinière, un problème clinique grave dans le monde entier. En plus des dommages directs aux fibres nerveuses, des problèmes ultérieurs comme la surproduction de radicaux libres et l'inflammation posent également un risque sérieux.

Blessures à la moelle épinière, les accidents vasculaires cérébraux et les arrêts cardiaques sont causés par des chocs, rupture des vaisseaux sanguins et nécrose des tissus. Lorsque les artères sanguines se contractent ou se bouchent à l'intérieur des tissus adjacents d'un organe, cela conduit à l'hypoxie, un processus pathologique lié au manque d'oxygène. Ce facteur bloque le dernier maillon de la chaîne respiratoire au niveau cellulaire et crée un nombre excessif de radicaux dits libres ou formes actives d'oxygène. Ils, à son tour, détruisent les membranes cellulaires et initient une séquence de réactions qui endommagent et détruisent les cellules et les tissus du corps. Ces complications endommagent encore plus la moelle épinière et tuent les neurones, rendant le tableau clinique encore plus compliqué.

Une équipe internationale de scientifiques de Russie et des États-Unis, organisé par Maxim Abakumov, le responsable du Laboratoire des nanomatériaux biomédicaux NUST MISIS, a identifié une solution au problème de la formation pathologique de radicaux libres dans les cas de blessures à la colonne vertébrale ou d'accidents vasculaires cérébraux. Un complexe thérapeutique innovant basé sur des nanoparticules antioxydantes synthétisées contribuera à créer un système de rééducation efficace. Les résultats de la recherche ont été récemment publiés dans le Journal de la libération contrôlée .

Un ferment/antioxydant spécial appelé superoxyde dismutase (SOD1) agit comme un agent efficace qui absorbe naturellement les radicaux libres. S'il est livré assez rapidement à un organe endommagé, il peut atténuer le processus d'oxydation stressant causé par un nombre excessif de radicaux libres, et donc arrêter le processus de destruction des tissus. Cependant, il est instable dans la circulation sanguine lors des injections intraveineuses, se désintégrant rapidement et ne neutralisant pas les radicaux libres à temps.

"Afin de créer un complexe thérapeutique stable à base de la substance SOD1, nous avons développé des formes catalytiquement actives de superoxyde dismutase, ou nanozymes. Par exemple, nous avons obtenu le complexe poly-ionique SOD1 pour la première fois dans l'histoire. Ce complexe comprend des copolymères séquencés de poly (acides aminés) supplémentaires et un acide PEG/poly-glutamine agissant comme un revêtement de surface, " a déclaré Maxim Abakoumov, co-auteur du projet, Responsable du Laboratoire de Nanomatériaux Biomédicaux NUST MISIS.

Cela a permis de développer une capsule polymère poreuse mesurant entre 40-50 nanomètres. Il agit comme un piège réutilisable qui non seulement absorbe mais neutralise également les radicaux libres. "Nous avons développé des nanozymes avec des niveaux d'activité fermentaire élevés qui peuvent préserver et protéger les composés SOD1 dans des conditions physiologiques. Cela augmente le temps de circulation des composés SOD1 actifs dans la circulation sanguine, par rapport aux molécules SOD1 libres. La demi-vie de la substance est passée de six à 60 minutes, ", a déclaré Abakoumov.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Alexander Kabanov de l'Université de Caroline du Nord a obtenu des résultats de laboratoire encourageants lors d'essais expérimentaux. Une seule injection intraveineuse de nanozyme contenant 5, 000 unités équivalentes SOD1 par kilogramme de poids corporel ont accéléré la restauration des fonctions cinétiques chez les rats atteints de lésions médullaires modérées. Le gonflement/œdème a été réduit, la moelle épinière s'est contractée, et des kystes post-traumatiques se sont formés.

Le test réussi des nanozymes du ferment SOD1 sur les rongeurs prouve qu'il peut éliminer efficacement les radicaux libres, réduire les niveaux de gonflement et d'œdème, et réhabiliter plus rapidement les patients après des lésions de la moelle épinière, accidents vasculaires cérébraux ou arrêt cardiaque. Les membres de l'équipe devraient lancer des tests précliniques dans un avenir proche.