Татуировка из углеродных наночастиц может помочь в лечении аутоиммунных заболеваний

PanARMENIAN.Net - Американские ученые обнаружили, что углеродные наночастицы могут селективно подавлять активность Т-лимфоцитов и уменьшать симптомы аутоиммунных заболеваний. При этом вводить их предпочтительно под кожу, что приводит к ее временному окрашиванию, напоминающему татуировку.

Как было показано в предыдущих работах, функционализированные углеродные наноматериалы, такие как фуллерены или нанотрубки, эффективно нейтрализуют активные формы кислорода, значительно превосходя в этом природные антиоксиданты. Однако многие из них, попадая в организм, формируют волокнистые агрегаты, токсичные для клеток, пишет N+1.

Сотрудники Университета Райса и Бэйлоровского медицинского колледжа использовали в своей работе гидрофильные углеродные нанокластеры, функционализированные полиэтиленгликолем (PEG-HCC). Такие наноструктуры обладают мощным антиоксидантным эффектом и нетоксичны для клеток. В ходе эксперимента ученые ввели PEG-HCC под кожу крыс и наблюдали за поведением нанокластеров в организме с помощью антител к полиэтиленгликолю.

Выяснилось, что нанопрепарат селективно поглощается Т-лимфоцитами в селезенке, но не другими иммунными клетками (макрофагами, нейтрофилами, В-лимфоцитами и другими). Он также не затрагивает Т-лимфоциты в вилочковой железе, то есть не влияет на процесс их созревания. Изучение клеток под электронным микроскопом показало, что PEG-HCC в клетках накапливается около митохондрий, которые синтезируют супероксид-радикал и его производные. При этом они не приводят к гибели клетки и постепенно выводятся из нее, обладая обратимым действием.

Подкожное введение препарата приводило к его замедленному высвобождению и, как следствие, к более длительному и равномерному эффекту по сравнению с внутривенной инъекцией.

Эксперименты с культурами крысиных и человеческих Т-лимфоцитов, обработанных PEG-HCC, показали, что препарат эффективно снижает внутриклеточную концентрацию активных форм кислорода и подавляет пролиферацию стимулированных антигенами Т-лимфоцитов. Кроме того, он примерно на 30 процентов уменьшал выработку клетками провоспалительных цитокинов — интерлейкина-2 и интерферона-гамма. Эти эффекты, как и в предыдущем опыте, оказались обратимыми. На нестимулированные клетки PEG-HCC не действовал, то есть его эффекты проявляются только при повышенной выработке супероксида.

На следующем этапе экспериментов ученые вводили PEG-HCC крысам с гиперчувствительностью замедленного типа (опосредованные клетками гипериммунные реакции, лежащие в основе различных заболеваний) и острым аутоиммунным энцефаломиелитом (модель рассеянного склероза). Уже после первой инъекции наблюдалось снижение интенсивности воспаления, а подкожное введение препарата каждые три дня значительно уменьшало клинические и гистологические проявления энцефаломиелита.

Таким образом, PEG-HCC имеет перспективы применения при аутоиммунных заболеваниях, однако для его внедрения в медицинскую практику необходимы многочисленные доклинические и клинические испытания. Ученые отмечают, что, поскольку препарат вызывает временное окрашивание кожи, его можно вводить с помощью микроигл, составленных в форме узора, так что место инъекции будет напоминать временную татуировку. Такой подход может улучшить психологическое состояние пациентов и уменьшить дискомфорт от введения лекарства.

Аутоиммунные заболевания — это группа разнородных по проявлениям болезней (таких как ревматоидный артрит, рассеянный склероз и многие другие), которые имеют общий механизм развития: по каким-либо причинам иммунная система воспринимает ткани собственного организма как чужеродные и атакует их, вызывая хроническое воспаление. При большинстве аутоиммунных заболеваний ключевую роль играет патологическая активация Т-лимфоцитов, которые повреждают клетки, синтезируя активные формы кислорода, в частности, супероксид-радикал. В настоящее время для лечения аутоиммунных заболеваний применяют иммуносупрессанты, которые подавляют иммунитет неселективно, что повышает риск тяжелых инфекций и злокачественных новообразований.