Крем с наночастицами вылечит диабетические язвы

Исследователи Северо-западного университета (Evanston, штат Иллинойс), работающие под руководством дерматолога Эми Паллер (Amy S. Paller) и химика Чада Миркина (Chad A. Mirkin), разработали простой и одновременно высокотехнологичный крем, способный помочь в заживлении хронических болезненных трофических язв, развивающихся на ногах пациентов с сахарным диабетом. Активным ингредиентом крема являются сферические нуклеиновые кислоты (СНК), обеспечивающие локальное блокирование гена, ответственного за нарушение процесса заживления ран.

Частота встречаемости сахарного диабета второго типа растет во всем мире, при этом более 20% пациентов с этим заболеванием страдают от хронических незаживающих язв, в некоторых случаях приводящих к ампутации конечностей.

В более раннем исследовании доктор Паллер и ее коллеги продемонстрировали, что устранение фермента GM3-синтазы значительно повышает восприимчивость клеток к факторам роста и обеспечивает нормальное заживление ран даже при сахарном диабете. Совместно с лабораторией доктора Миркина, сотрудники которой синтезировали сферические нуклеиновые кислоты, избирательно блокирующие ген GM3-синтазы, они разработали и протестировали экспериментальный заживляющий крем.

Для этого терапевтические синтетические нуклеиновые кислоты растворили в популярном увлажняющем креме Аквафор (Aquaphor), который впоследствии нанесли на края язв, сформировавшихся у крыс с индуцированной диетой моделью сахарного диабета. Уже через четыре дня состояние язв животных экспериментальной группы было намного лучше состояния язв животных групп контроля. В результате язвы леченых животных зажили в течение 12 дней, тогда как животным группы контроля для этого потребовалось 18 дней, то есть в полтора раза больше. Также исследователи установили, что нанесение экспериментального крема улучшало циркуляцию крови в зоне повреждения.

Полученные результаты не только подтверждают ключевую роль GM3-синтазы в заживлении диабетических язв, но и демонстрируют универсальность сферических нуклеиновых кислот, которые нетоксичны для человека и теоретически могут использоваться для воздействия на любую генетическую мишень.

Каждая сферическая нуклеиновая кислота представляет собой золотую наночастицу с диаметром 13 нанометров, покрытую плотным слоев из 40 двойных цепочек РНК. Специальным образом разработанная последовательность цепочек РНК обеспечивает блокирование гена GM3-синтазы.

По словам Миркина, такие сферические структуры являются идеальным инструментом для доставки нуклеиновых структур внутрь клеток для регуляции активности генов. Они естественным образом проникают внутрь клеток посредством взаимодействия с фагоцитарными рецепторами, не распознаваемыми линейными нуклеиновыми кислотами.

В одном из экспериментов исследователи вместо сферических нуклеиновых кислот внесли в увлажняющий крем такое же количество линейных цепочек РНК с такой же генетической последовательностью. Нанесение такого крема на края диабетических язв не имело никакого действия, уровень GM3-синтазы не снижался, а состояние язв было аналогично состоянию язв животных групп контроля, на которые наносили пустой увлажняющий крем или крем, содержащий сферические нуклеиновые кислоты со случайной генетической последовательностью.

Разработчики считают, что обогащенный сферическими нуклеиновыми кислотами крем можно использовать не только для лечения, но и для профилактики развития диабетических язв, а также для снижения аномальной чувствительности кожи ступней пациентов с сахарным диабетом. В настоящее время они занимаются изучением такой возможности.

Статья Pratik S. Randeria et al. siRNA-Based Spherical Nucleic Acids Reverse Impaired Wound Healing in Diabetic Mice by GM3 Synthase Knockdown опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Northwestern University:
Nanotech-Enabled Moisturizer Speeds Healing of Diabetic Skin Wounds.

30.04.2015