Leden van de Faculteit der Scheikunde van de Lomonosov Moskouse Staatsuniversiteit hebben nieuwe middelen op nanoschaal ontwikkeld die kunnen worden gebruikt als efficiënte beschermende en tegengifmodaliteiten tegen de impact van neurotoxische organofosforverbindingen zoals pesticiden en middelen voor chemische oorlogsvoering. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in de Tijdschrift voor gecontroleerde afgifte .

De ontwikkeling van de eerste medicijnen op nanoschaal begon meer dan 30 jaar geleden, en in de jaren negentig, de eerste nanomedicijnen voor de behandeling van kanker kwamen op de markt. Deze medicijnen waren gebaseerd op liposomen - bolvormige blaasjes gemaakt van lipidedubbellagen. De nieuwe technologie, ontwikkeld door Kabanov en zijn collega's, gebruikt een enzym ingekapseld in een biologisch afbreekbare polymeerlaag op basis van een aminozuur (glutaminezuur).

Alexander Kabanov van de Lomonosov Staatsuniversiteit van Moskou, een van de auteurs, zegt, "Aan het eind van de jaren tachtig mijn team (op dat moment in Moskou) en Japanse collega's onder leiding van prof. Kazunori Kataoka uit Tokio begonnen polymeermicellen te gebruiken voor de levering van kleine moleculen. Spoedig, het gebied van de nanogeneeskunde explodeerde. Momenteel, honderden laboratoria over de hele wereld werken op dit gebied, het toepassen van een breed scala aan benaderingen voor het maken van dergelijke agentia op nanoschaal. Een geneesmiddel op basis van polymere micellen, ontwikkeld door een Koreaans bedrijf Samyang Biopharm, werd in 2006 goedgekeurd voor menselijk gebruik."

Het team van professor Kabanov, nadat hij in 1994 naar de VS was verhuisd, gericht op de ontwikkeling van polymeermicellen, die biopolymeren kunnen omvatten als gevolg van elektrostatische interacties. aanvankelijk, chemici waren geïnteresseerd in het gebruik van micellen voor RNA- en DNA-afgifte, maar later, wetenschappers begonnen deze benadering actief te gebruiken voor de levering van eiwitten en enzymen aan de hersenen en andere organen.

Alexander Kabanov zegt:"Destijds, Ik werkte bij het University of Nebraska Medical Center, in Omaha, en tegen 2010, we hadden veel resultaten op dit gebied. Dat is waarom, toen mijn collega van de afdeling Chemische Enzymologie van de Lomonosov Moskouse Staatsuniversiteit, Prof. Natalia Klyachko, vroeg me om een ​​mega-subsidie ​​aan te vragen, het onderzoeksthema van het nieuwe laboratorium lag voor de hand. specifiek, om onze leveringsaanpak te gebruiken, die we een 'nanozym' hebben genoemd, ' voor medische toepassingen."

Wetenschappers samen met de groep enzymologen van de Lomonosov Moscow State University onder leiding van biologisch onderzoeker Elena Efremenko, hebben organofosforhydrolase gekozen als een van de geleverde enzymen. Organofosforhydrolase is in staat giftige pesticiden en chemische oorlogsvoering af te breken. Echter, het heeft nadelen. Vanwege de bacteriële oorsprong een immuunrespons wordt waargenomen als gevolg van de levering aan zoogdieren. Bovendien, organofosforhydrolase wordt snel uit het lichaam verwijderd. Chemici hebben dit probleem opgelost met behulp van een "zelfassemblage" -aanpak. De opname van het organofosforhydrolase-enzym in nanozymedeeltjes zorgt ervoor dat de immuunrespons zwakker wordt, en zowel de opslagstabiliteit van het enzym als zijn levensduur na levering aan een organisme nemen aanzienlijk toe. Experimenten met ratten hebben aangetoond dat het nanozym organismen efficiënt beschermt tegen dodelijke doses van zeer giftige pesticiden en zelfs chemische oorlogsmiddelen zoals VX-zenuwgas.

Alexander Kabanov zegt:"De eenvoud van onze aanpak is erg belangrijk. Je zou een organofosforhydrolase-nanozym kunnen krijgen door eenvoudig waterige oplossingen van anenzym en een veilig biocompatibel polymeer te mengen. Dit nanozym is zelf-geassembleerd via elektrostatische interactie tussen een eiwit (enzym) en polymeer."

Volgens de wetenschapper de eenvoud en technologische effectiviteit van de aanpak, samen met de veelbelovende resultaten van dierproeven, hoop dat deze modaliteit succesvol kan zijn in klinisch gebruik.