Крошечные экзосомы с селеном помогают заживлять повреждения мозга и спинного мозга у мышей
Травматические повреждения центральной нервной системы (ЦНС), такие как черепно-мозговая травма (ЧМТ) и травма спинного мозга (ТСМ), характеризуются окислительным повреждением и нейровоспалением. Текущее лечение в основном опирается на поддерживающую терапию и хирургическое вмешательство, при этом отсутствуют эффективные препараты, непосредственно воздействующие на первопричину повреждения.
Исследователи из Института инженерных процессов Китайской академии наук совместно со Второй народной больницей Шэньчжэня разработали новый терапевтический агент на основе экзосом для лечения травматических повреждений ЦНС. Лечение способно уменьшать апоптоз нейронов, восстанавливать гомеостаз глии и ремоделировать сети глия-нейрон, демонстрируя мощный терапевтический эффект на моделях мышей с ЧМТ и ТСМ.
Исследование опубликовано в Cell Reports Medicine.
Понимая, что терапия нервными стволовыми клетками (НСК) включает межклеточную коммуникацию через экзосомы, ученые предложили использовать экзосомы, полученные из НСК (NExo), для лечения повреждений ЦНС, поскольку они стабильны и сохраняют медицинскую активность в патологической среде.
Чтобы решить проблему окислительного повреждения, вызванного активными формами кислорода (АФК), исследователи, вдохновившись способностью селена улавливать АФК, создали усовершенствованные NExo, содержащие ультрамалые наночастицы селена (~3.5 нм), с помощью липид-опосредованной нуклеации (SeNExo).
Профессор Ма Гуанхуэй сообщил, что после внутривенной инъекции SeNExo проникают через гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) посредством взаимодействия APOE и LRP-1. Эффективно достигая места повреждения, ультрамалые наночастицы селена активно улавливают АФК, в то время как NExo способствуют восстановлению нейронов.
На модели мышей с ЧМТ SeNExo уменьшали объем поражения мозга и улучшали функции пространственного обучения и памяти. С помощью протеомики, miRNA-омики и секвенирования РНК единичных ядер исследователи показали, что SeNExo значительно снижают экспрессию генов, связанных с окислительным стрессом и апоптозом в нейронах.
Кроме того, SeNExo существенно изменяли транскрипционную программу воспалительных реакций, способствуя переходу глиальных клеток к гомеостазу. Более того, SeNExo усиливали пары лиганд-рецептор нейрон-глия, участвующие в развитии ЦНС, и подавляли те, что связаны с воспалением и астроглиозом. На модели мышей с ТСМ SeNExo также способствовали восстановлению двигательной функции.
Профессор Вэй Вэй отметил, что SeNExo обладают отличной биосовместимостью и стабильностью. Их мощная терапевтическая эффективность и безопасность подчеркивают перспективный трансляционный потенциал для разработки клинически значимых методов лечения повреждений ЦНС.