Лечение почек с помощью нанотехнологий

Ежегодно регистрируется около 13,3 млн новых случаев острого повреждения почек (ОПП) — серьёзного заболевания, приводящего к быстрому накоплению азотистых отходов и снижению диуреза. ОПП является причиной 1,7 млн смертей в год.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering, Хао Ян и его коллеги из Университета Висконсин-Мэдисон и Китая описывают новый метод лечения и профилактики ОПП с использованием наноструктур, созданных методом ДНК-оригами.

ДНК-оригами наноструктуры (DONs) — это крошечные, самоорганизующиеся структуры треугольной, трубчатой и прямоугольной формы размером в миллиардные доли метра. Они избирательно накапливаются в почках.

• Исследование впервые изучило распределение ДНК-наноструктур в живом организме с помощью количественной визуализации — позитронно-эмиссионной томографии (PET).
• Эксперименты на мышах и клетках человеческих эмбриональных почек показали, что DONs действуют как быстрый и активный протектор почек и могут облегчать симптомы ОПП.
• Наибольший эффект продемонстрировали прямоугольные наноструктуры. Они защищали почки так же эффективно, как ведущая лекарственная терапия (препарат N-ацетилцистеин, NAC), и снижали окислительный стресс — ключевую причину ОПП.

Механизм действия: защитный и терапевтический эффект DONs обусловлен их способностью поглощать активные формы кислорода, тем самым защищая клетки от повреждения из-за окислительного стресса. Этот эффект наблюдался в культуре клеток и у живых мышей в течение 2 часов после инкубации.

Оценка эффективности и безопасности:

• У мышей с ОПП, получавших прямоугольные DONs, улучшилась выделительная функция почек (оценивалась по уровням сывороточного креатинина и азота мочевины крови, BUN), что было сопоставимо с лечением NAC.
• DONs показали низкую иммуногенность (не повышали уровни интерлейкина-6 и фактора некроза опухоли альфа) и низкую токсичность для основных органов.

Исследование доказывает концепцию, что программируемые наноструктуры на основе ДНК могут обеспечить локальную защиту почек от ОПП и открывают путь для новых терапевтических подходов в лечении заболеваний почек.