Биологи научились лечить язву гидрогелем

Китайские ученые разработали и испытали на свиньях биоадгезивный гидрогель, способствующий заживлению язвы желудка за счет pH-независимого и сверхбыстрого гелеобразования, сообщается в Science Translational Medicine. Гель способен формироваться даже в кислой среде и удерживается на участке язвы не менее 48 часов. Биологи считают, что их разработка открывает новые перспективы в лечении желудочно-кишечных заболеваний, терапия которых была затруднена из-за жестких динамических условий слизистой оболочки ЖКТ.

Гидрогели широко применяеются в медицине, в том числе для доставки лекарств и их размещения в точке назначения. Для усиления взаимодействия между тканью и гидрогелем его образование часто индуцируют in situ, доставляя компоненты, необходимые для формирования геля, прямо к нужному к участку. Однако в желудке это сделать не так просто — движение стенок и постоянная секреция препятствуют образованию и удержанию геля на язве, мешая заживлению. Это приводит к значительной потере как массы гидрогеля, так и терапевтической нагрузки, тем самым ставя под угрозу результаты всего лечения.

Терапевтическое воздействие на желудочно-кишечный тракт связано с высоким риском осложнений — некоторые исследования заставляют усомниться в безопасности распространенных препаратов. Неплохим альтернативным решением может стать разработка биоматериала, который можно быстро сформировать и зафиксировать в жестких динамических условиях желудка, но до сих пор не удавалось найти такой оптимальный метод лечения гастроэнтерологических заболеваний.

Группа ученых во главе с Сяи Сю (Xiayi Xu) из Китайского университета Гонконга создала гидрогель, который, благодаря легкой эндоскопической доставке и крепкому сцеплению с тканями язвы, предлагает альтернативу привычному лечению гастропротекторами.

Авторы решили взять за основу гидрогели на основе катехола, которые прочно прикрепляются как к органическим, так и к неорганическим поверхностям за счет подражания типичной аминокислоте в составе белка ноги мидий. Они способны быстро образовываться в щелочных условиях, однако при воздействии окислителей у них снижается адгезия. Но с этим эффектом, как стало известно несколько лет назад, можно бороться с помощью восстановительной тиомочевинной группы (NCSN). Исследователи синтезировали полимерные прекурсоры, пришив катехоловую и тиомочевинную группы к остову гиалуроновой кислоты. Чтобы получить желаемый гидрогель, они распылили поверх раствора окислитель, в качестве которого был выбран перидиотат натрия.

Для проверки эффективности разработки ученые искусственно создали язву желудка у свиней и случайным образом разделили их на три группы: контрольную группу, группу без положительного контроля, подвергшуюся лечению гастропротекторами (сукральфат) и экспериментальную группу, подвергшуюся воздействию гидрогеля.

Исследователи использовали эндоскопическую доставку гидрогелей на пораженные участки для быстрой защиты и дальнейшего ускорения заживления раны. Экспериментальной группе свиней индуцировали гелеобразование HA-Cat-NCSN в желудке, доставляя прекурсоры и окислитель через отдельные катетеры. Спустя 48 часов экспериментальную группу сравнили с контрольной, проведя иммуногистохимическое окрашивание на индуцируемую синтазу оксида азота, маркер воспаления, экспрессия которой оказалась меньше на тех участках язвы, которые были покрыты гидрогелем.

В группе лечения препаратом сукральфат, завернутый в марлю, вводили через эндоскоп и фиксировали в месте язвы с помощью эндоскопических зажимов. Последующее наблюдение проводилось каждую неделю в течение 14-дневного периода для оценки заживления язвы. На 14 день свиней умерщвляли, ткани язв фиксировали формалином на 24 часа, а затем заливали парафином для слепого гистологического анализа.

Индекс язвы (произведение самого длинного и самого короткого радиусов язвы) в экспериментальной группе был значительно меньше, чем в контрольной и на 7 (P <0,05) и на 14 день (P <0,05), тогда как разница между контрольной группой и группой без положительного контроля на 14 день оказалась незначимой (P> 0,05).

Образованный гидрогель быстро прилипал к участкам язвы желудка, обеспечивая защитный барьер в течение по крайней мере 48 часов, независимо от перистальтики желудка, pH и жесткой среды, что привело к ускоренному заживлению. Ученые также обнаружили, что гидрогель создает защитный барьер, мешающий проникновению внешних катаболических факторов и накоплению факторов роста вокруг области язвы, что подавляло воспаление.

Биологи заметили, что терапевтическая эффективность сукральфата достигалась за счет его точной доставки к месту язвы, тогда как типичный пероральный прием не может гарантировать такую ​​эффективную локализацию и, следовательно, в реальности этот метод мог дать худший терапевтический результат. Они считают, что лечение разработанным гидрогелем если не превосходит, то уж точно сравнимо с традиционным лекарственным лечением, и предполагают, что HA-Cat-NCSN станет многообещающей альтернативой для лечения рефрактерных язв в клинических сценариях, а возможность его образования in situ предоставляет больший контроль над процессом лечения.

Попытки использования гидрогелей в качестве замены традиционным терапевтическим подходам предпринимаются учеными уже давно. Ранее, например, исследователи из компании Ventrix сообщили о клинических испытаниях гидрогеля на основе внеклеточного матрикса миокарда свиней для лечения инфарктов. А про применение гидрогелей для упрощения исследования процессов внутри органов и тканей можно прочитать здесь.

Василиса Ралдугина

https://nplus1.ru/

Предыдущая запись Будь одна, пока ты не найдешь того, кто будет стараться для тебя
Следующая запись Ученые рассказали, почему супруги становятся похожими

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Чтобы отправить комментарий, разрешите сбор ваших персональных данных .
Политика конфиденциальности