Нанофотосинтез: новый подход к лечению инсульта
Исследователи из Университета науки и технологий Хуачжун разработали экспериментальный метод лечения ишемического инсульта, основанный на искусственном производстве кислорода внутри мозга с помощью цианобактерий и наночастиц. Результаты опубликованы в Nano Letters.
Проблема и идея
Ишемический инсульт, вызванный закупоркой сосуда в мозге, ежегодно уносит 5 миллионов жизней (данные ВОЗ). Существующие методы лечения (тромболизис, удаление тромба) эффективны лишь в узком временном окне и сопряжены с рисками.
Идея нового подхода — использовать способность цианобактерий (сине-зеленых водорослей), таких как Synechococcus elongatus, производить кислород в процессе фотосинтеза. Однако видимый свет, необходимый для фотосинтеза, не проникает через череп.
Решение: нанофотосинтетическая система
Команда создала систему из двух компонентов:
- Цианобактерии S. elongatus — производят кислород.
- Неодимовые ап-конверсионные наночастицы — преобразуют проникающее через ткани ближнее инфракрасное излучение в видимый свет, который могут использовать бактерии.
Результаты экспериментов
- На клеточных культурах: подход с нанофотосинтезом снизил гибель нейронов после лишения их кислорода и глюкозы.
- На мышах с окклюзией мозговых артерий: инъекция
бактерий и наночастиц с последующим облучением ближним инфракрасным
светом привела к:
- Снижению количества погибающих нейронов.
- Улучшению двигательной функции.
- Стимуляции роста новых кровеносных сосудов.
Исследование является доказательством концепции (proof-of-concept). Метод находится на стадии доклинических испытаний на животных, но имеет потенциал для будущего продвижения к клиническим испытаниям на людях.