В новом исследовании на головастиках установлено, что одобренный FDA донепезил вводит животных в обратимое состояние, похожее на летаргию.
Исследователи из Виссовского института биологической инженерии при Гарвардском университете сообщают, что они смогли успешно ввести головастиков лягушек Xenopus laevis в летаргическое состояние вроде спячки используя донепезил (DNP), лекарство, одобренное FDA для лечения болезни Альцгеймера. Ранее для достижения подобных результатов эта группа учёных использовала на головастиках, а также для повышения живучести цельных сердец млекопитающих, другой препарат, SNC80, но он не был одобрен для клинического использования на людях, поскольку может быть причиной эпилепсии. Напротив, DNP уже используется в клинической практике, и это означает, что его можно быстро переназначить для использования в неотложных ситуациях для предотвращения необратимых повреждений органов при транспортировке человека в больницу.
«Охлаждение тела пациента с целью замедления метаболических процессов давно используется в медицинской практике для минимизации повреждений и долгосрочных проблем, вызванных тяжёлыми заболеваниями, но в настоящее время это можно сделать только в хорошо оборудованной больнице», — говорит соавтор исследования Майкл Супер, Ph.D., директор отделения иммуноматериалов Виссовского института. — Достижение подобного состояния «биостаза» с помощью легко вводимого препарата вроде DNP в потенциале может ежегодно спасать миллионы жизней».
Это исследование, опубликованное в журнале ACS Nano, проводилось при поддержке Программы биостаза DARPA, которая спонсирует проекты, нацеленные на увеличение времени медицинского лечения при спасении жизни, часто именуемого «золотым часом», после травматических повреждений или острых инфекций. Виссовский институт участвует в Программе биостаза с 2018 года и за последние несколько лет смог добиться серьёзных результатов.
Используя комбинацию обучающих алгоритмов прогностической медицины и животных моделей группа биостаза Виссовского института ранее идентифицировала и испытала существующие лекарственные соединения, потенциально способные ввести живую ткань в состояние анабиоза. Первый успешный кандидат, SNC80, существенно снижал потребление кислорода (способствующего обмену веществ) как в бьющемся сердце свиньи, так и на человеческих органах на чипе, но он имеет известный побочный эффект — вызывает приступы эпилепсии, если его вводить систематически.
В новом исследовании они ещё раз вернулись к своему алгоритму NeMoCad, чтобы идентифицировать другие соединения, структуры которых подобны SNC80. Их главным кандидатом был DNP, который был одобрен в 1996 году для лечения болезни Альцгеймера.
«Примечательно, что клинические передозировки DNP у пациентов с болезнью Альцгеймера связывают с сонливостью и снижением сердечного ритма — похожими на летаргию симптомами. Однако, это первое, насколько нам известно, исследование, которое нацелено на использование этих эффектов в качестве основного клинического ответа, а не побочного действия», — говорит первый автор исследования Мария Плаза Оливер, Ph.D., которая была постдоком в Виссовском институте на момент проведения работы.
Учёные воспользовались головастиками X. laevis чтобы оценить влияние DNP на цельный живой организм и обнаружили, что препарат успешно вызывал похожее на летагию состояние, которое проходило, когда лекарство переставали вводить. Однако препарат вызывал некоторый токсикоз и накапливался во всех тканях животных. Чтобы решить эту проблему исследователи покрыли DNP оболочкой из липидных наноносителей и обнаружили, что это не только снижало токсичность, но и заставляло препарат скапливаться в тканях мозга животных. Это обнадёживающий результат, так как известно, что центральная нервная система также участвует в процессе спячки и летаргии у других животных.
Хотя было показано, что DNP защищает нейроны от метаболического стресса на моделях болезни Альцгеймера, учёные предупредили, что требуется провести дополнительную работу, чтобы понять как именно он вызывает летаргию, а также увеличить производство инкапсулированного DNP для использования на более крупных животных и, потенциально, на человеке.
«Донепезил десятилетиями используется пациентами во всём мире, поэтому его свойства и методы производства хорошо определены. Липидные наноносители, похожие на использованные нами, теперь тоже одобрены для клинического использования в других целях. Это исследование демонстрирует, что капсульная версия препарата потенциально может использоваться в будущем для обеспечения пациентов временем, критически важным для выживания в результате серьёзных травм и заболеваний, и его рецептуру можно легко составить и запустить в масштабное производство намного быстрее, чем новый препарат», — говорит старший автор Дональд Ингбер, M.D., Ph.D., директор и основатель Виссовского института.
Это исследование проводилось при поддержке DARPA.
Автор оригинальной статьи — Линдси Браунелл (Lindsay Brownell).
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Материалы предоставлены Виссовским институтом биологической инженерии в Гарварде (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard).
Вам также может быть интересно:
