В США ученые создали наночастицы, которые могут спасти жизнь человека, получившего черепно-мозговую травму. Они способны замедлить отек и накопление жидкости внутри мозга. Результаты работы опубликовал научный журнал Annals of Neurology.
«Результаты наших экспериментов превзошли все ожидания, — сообщил один из авторов исследования, профессор Северо-Западного университета (США) Джон Кесслер. — Мы предполагаем, что эти наночастицы могут стать первым действенным и пригодным для применения на практике средством для спасения жизни людей с серьезной травмой мозга».
Кесслер пояснил, что кровоизлияния и черепно-мозговые травмы обычно приводят к массовой гибели клеток в некоторых областях мозга. В результате сознание человека работает хуже, нарушаются и его физические способности. Пострадавший теряет дар речи, его конечности парализует, ухудшается долгосрочная или кратковременная память.
Массовая смерть нейронов и многие нарушения в работе мозга, отмечают ученые, связаны с тем, что внутри него начинает накапливаться жидкость и развивается отек — резкое увеличение объема мозга из-за того, что в его клетки попадает вода и они разбухают. Сейчас нет эффективных методов борьбы с отеком, кроме очень рискованной операции — трепанации черепа.
Изучая работу мозга непосредственно после получения травмы, Кесслер и его коллеги выяснили, как можно замедлить процесс развития отека. Их эксперименты показали, что развитие отека и разбухание нервных клеток было связано с проникновением в мозг особого класса иммунных телец, так называемых гематогенных моноцитов. Эти клетки выделяют особый набор сигнальных молекул, которые заставляют мозг расширяться и привлекают внимание других иммунных клеток. Обычно подобные изменения, если они происходят в других органах, ускоряют их выздоровление. Однако в случае с черепно-мозговыми травмами этот процесс часто приводит к летальному исходу.
Ученые предположили, что миграцию моноцитов (самый крупный вид лейкоцитов) можно остановить с помощью своеобразных приманок в виде полых наночастиц, покрытых антителами. Если ввести их в кровь, то иммунные клетки отреагируют на них и отправятся ликвидировать угрозу, игнорируя мозг. Это уменьшит тяжесть отека.
Руководствуясь этой идеей, ученые провели несколько экспериментов на мышах, мозг которых специально повредили хирургическими инструментами в одной конкретной точке. Изначально ученые ожидали, что наночастицы несколько уменьшат остроту отека, однако в реальности они оказались намного более эффективными.
В частности, даже небольшие дозы наночастиц почти полностью подавили отек у мышей и в два раза уменьшили масштабы повреждений, которые возникли после появления черепно-мозговой травмы. В результате этого грызуны пострадали от нарушений в работе центров движения и зрительной коры мозга заметно меньше, чем их сородичи, которые не получали инъекций «приманок» для моноцитов.
Аналогичные наночастицы уже проходят клинические испытания в качестве «контейнеров» для лекарств от аллергии и других болезней в конкретные органы и клетки. Кесслер и его коллеги надеются, что их открытие попадет в медицинскую практику уже в ближайшие годы.