Un team scientifico internazionale ha sviluppato un innovativo complesso terapeutico basato su nanostrutture polimeriche multistrato di superossido dismutasi (SOD). La nuova sostanza può essere utilizzata per riabilitare efficacemente i pazienti dopo lesioni spinali acute, colpi, e attacchi di cuore.

Una delle forme più devastanti di trauma per il corpo umano è una lesione del midollo spinale, un grave problema clinico in tutto il mondo. Oltre al danno diretto alle fibre nervose, anche problemi successivi come la sovrapproduzione di radicali liberi e l'infiammazione rappresentano un serio rischio.

Lesioni del midollo spinale, ictus e arresto cardiaco sono causati da urti, vasi sanguigni rotti e necrosi tissutale. Quando le arterie del sangue si contraggono o si ostruiscono all'interno dei tessuti adiacenti di un organo, questo porta all'ipossia, un processo patologico legato alla carenza di ossigeno. Questo fattore blocca l'anello finale della catena respiratoria a livello cellulare e crea un numero eccessivo di cosiddetti radicali liberi o forme attive di ossigeno. Essi, a sua volta, distruggere le membrane cellulari e avviare una sequenza di reazioni che danneggiano e distruggono le cellule e i tessuti del corpo. Queste complicazioni danneggiano ulteriormente il midollo spinale e uccidono i neuroni, complicando ulteriormente il quadro clinico.

Un team internazionale di scienziati provenienti da Russia e Stati Uniti, organizzato da Maxim Abakumov, il capo del Laboratorio di nanomateriali biomedici di NUST MISIS, ha individuato una soluzione al problema della formazione patologica di radicali liberi in caso di lesioni spinali o ictus. Un innovativo complesso terapeutico a base di nanoparticelle antiossidanti sintetizzate contribuirà a creare un efficace sistema di riabilitazione. I risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati nel Giornale del Rilascio Controllato .

Uno speciale fermento/antiossidante chiamato superossido dismutasi (SOD1) agisce come un agente efficace che assorbe naturalmente i radicali liberi. Se consegnato abbastanza rapidamente a un organo danneggiato, può mitigare lo stressante processo di ossidazione causato da un numero eccessivo di radicali liberi, e quindi fermare il processo di distruzione dei tessuti. Però, è instabile nel flusso sanguigno durante le iniezioni endovenose, disintegrandosi rapidamente e non riuscendo a neutralizzare i radicali liberi in tempo.

"Per creare un complesso terapeutico stabile basato sulla sostanza SOD1, abbiamo sviluppato forme cataliticamente attive di superossido dismutasi, o nanozimi. Per esempio, abbiamo ottenuto il complesso di poliioni SOD1 per la prima volta nella storia. Questo complesso presenta ulteriori copolimeri a blocchi di poli (amminoacidi) e acido PEG/poli-glutammina che agisce come copertura superficiale, " ha detto Maxim Abakumov, coautore del progetto, Responsabile del Laboratorio di nanomateriali biomedici di NUST MISIS.

Ciò ha permesso di sviluppare una capsula polimerica porosa che misura tra 40-50 nanometri. Agisce come una trappola riutilizzabile che non solo assorbe ma neutralizza anche i radicali liberi. "Abbiamo sviluppato nanozimi con alti livelli di attività fermentativa in grado di preservare e proteggere i composti SOD1 in condizioni fisiologiche. Ciò aumenta il tempo di circolazione dei composti SOD1 attivi all'interno del flusso sanguigno, rispetto alle molecole SOD1 libere. L'emivita della sostanza è aumentata da sei a 60 minuti, " ha detto Abakumov.

Un gruppo di ricerca guidato dal professor Alexander Kabanov dell'Università della Carolina del Nord ha ottenuto incoraggianti risultati di laboratorio durante i test sperimentali. Una singola iniezione endovenosa di nanozimi contenente 5, 000 unità SOD1 equivalenti per chilogrammo di peso corporeo hanno accelerato il ripristino delle funzioni cinetiche nei ratti con lesioni moderate del midollo spinale. Il gonfiore/edema è stato ridotto, il midollo spinale si è contratto, e si formano cisti post-traumatiche.

Il test riuscito dei nanozimi del fermento SOD1 sui roditori dimostra che può eliminare efficacemente i radicali liberi, ridurre i livelli di gonfiore ed edema, e riabilitare più rapidamente i pazienti dopo lesioni del midollo spinale, ictus o arresto cardiaco. I membri del team lanceranno i test preclinici nel prossimo futuro.