Створені синтетичні тромбоцити для швидкої зупинки кровотеч

Зупинка кровотеч при травмах залишається однією з найсерйозніших проблем сучасної клінічної медицини.

Ефективний контроль кровотеч - це перша лінія захисту для пацієнтів в багатьох ситуаціях, в тому числі при хірургічних операціях.

Якщо кровотеча не вдається зупинити в перші хвилини, то життя хворого може опинитися під загрозою.

Дослідники з відділення хімічного інжинірингу СВ Університету Каліфорнії в Санта-Барбарі (UC Santa Barbara) створили синтетичні наночастинки, які за формою, гнучкості і властивостями поверхні нагадують природні тромбоцити. Вони здатні активувати природний процес зупинки кровотечі і загоєння ран. Цей винахід відкриває перед наукою цілий світ нових можливостей.

«Це важливий момент в розробці синтетичних тромбоцитів і таргетной доставці ліків», - заявив директор СВ Самір Мітраготрі (Samir Mitragotri), експерт в області таргетной терапії. Результати роботи університетської команди були представлені в журналі ACS Nano.

Процес згортання крові знаком кожній людині, яка хоч раз різався про папір. Кров витікає з місця розрізу, але протягом пари хвилин кров зупиняється і формується згусток. Цей потік працює як затичка, а через кілька днів рана загоїться і скоринка відпаде.

Але ми не бачимо складний каскад біохімічних реакцій, серію молекулярних сигналів, які стоять за цим процесом. Каліфорнійські вчені називають коагуляцію «хореографією різних речовин і клітин, серед яких найважливішими є тромбоцити». Саме тромбоцити спочатку стікаються до місця пошкодження і починають брати участь в цьому танці, формуючи згусток.

«Хоча тромбоцити весь час плавають в крові, вони відносно інертні. Як тільки виникає пошкодження, тромбоцити, завдяки своїм фізичним властивостям і відповіді на хімічні стимули, скупчуються в місці пошкодження судини і злипаються, утворюючи згусток. Вони виділяють речовини, які залучають до місця кровотечі нові тромбоцити, і кровотеча зупиняється », - пояснює Аарон Ансельмо (Aaron Anselmo), випускник Каліфорнійського університету.

Але що станеться, якщо пошкодження занадто серйозне, пацієнт страждає порушеннями згортання або приймає антикоагулянти? Ось тут і приходять на допомогу тромбоцітоподобние наночастинки (platelet-like nanoparticles, PLN). Маленькі частинки, які поводяться в точності як справжні тромбоцити. Їх можна ввести в кров хворого, після чого вони активно почнуть утворювати згусток в місці пошкодження і ініціюють процес загоєння рани. Це дозволить продовжити необхідне лікування. У деяких ситуаціях це врятує життя і допоможе хворому швидше відновитися.

«Ми вже можемо зменшити час кровотечі на 65% за допомогою нового методу», - каже Ансельмо.

Згідно з даними доктора Мітраготрі, родзинка унікальних наночастинок в їх схожості зі справжніми тромбоцитами. Імітуючи форму і фізичні властивості тромбоцитів, PLN легко проникають в місце розриву судини і виконують їх функцію. Поверхні наночастинок виконані таким чином, що природні біохімічні механізми взаємодіють з ними як з рідними. Дуже важливо, що PLN здатні розчинятися після виконання свого завдання. Це мінімізує ризик ускладнень, які спостерігаються при зупинці кровотеч.

«Проблема з кровоспинними агентами в тому, що ви повинні ввести оптимальну кількість. Якщо ви переборщіть, чекайте проблем. Якщо ви дасте недостатню дозу - те ж саме », - каже Мітраготрі.

Синтетичні тромбоцити дозволяють дослідникам «поліпшити природу». Згідно з результатами дослідів Ансельмо, завдяки таким же властивостям поверхні, наночастинки можуть діяти навіть краще, ніж їх набагато більші природні прототипи. Крім того, технологія дозволяє поєднати наночастинки з іншими терапевтичними агентами - ліками, міченими молекулами і ін.

«Дана технологія може вирішити масу клінічних завдань. Одна з найважливіших завдань медицини прямо зараз, яка стоїть нам силу-силенну грошей - це все більш широке застосування антикоагулянтів, що викликають серйозні побічні ефекти. Людина живе довше, тому зростає ймовірність, що він закінчить життя на антикоагулянтах. Коли такий пацієнт надходить в клініку, лікар може не знати про препарат », - розповідає доктор Скотт Хеммонд (Scott Hammond) директор Центру трансляційних медичних досліджень UCSB.

З цими оптимизируемого тромбоцітоподобнимі наночастинками лікарі зможуть знайти баланс між антикоагуляція і загоєнням ран у літніх пацієнтів. І не тільки. Такі частинки можуть бути носіями антибіотиків для спрямованого лікування інфекцій. Можна зробити так, що вони будуть проникати через гематоенцефалічний бар`єр і доставляти туди речовини, необхідні для діагностики та лікування.

Якщо вірити дослідникам, то їх наночастинки відносно дешеві у виробництві і можуть зберігатися набагато довше, ніж справжні людські тромбоцити. Останнє особливо важливо для формування запасів на випадок катастроф, коли потреба в компонентах крові різко зростає.

Подальші роботи над PLN повинні допомогти вченим спростити виробництво частинок, а також оцінити їх клінічну ефективність. Перенесенням технології з лабораторії в клінічну практику буде займатися Центр трансляційних медичних досліджень UCSB. Дослідження проводяться у співпраці з відділенням біомедичного інжинірингу Університету західного резерву (Case Western Reserve University) в Клівленді.