В экстренных медицинских ситуациях быстрое лечение имеет решающее значение. Но широко используемый препарат можно перепрофилировать, чтобы вызвать состояние, подобное гибернации, замедлить повреждение органов и спасти жизни, дав пациентам больше времени, чтобы добраться до больницы.
Медицинские специалисты часто называют «золотым часом» критический период сразу после травматического повреждения. Хотя это не строго один час, общий принцип заключается в том, что чем быстрее происходит медицинское вмешательство, тем выше шансы пациента на выживание.
Это, очевидно, большая проблема для чрезвычайных ситуаций, которые происходят далеко от больницы. Но новое исследование Гарвардского института Висса предлагает новый способ продлить этот так называемый Золотой час, помещая пациента в «биостаз», чтобы замедлить его метаболизм и предотвратить постоянное повреждение органов.
Исследователи использовали алгоритм под названием NeMoCad, который анализирует структуры соединений, чтобы выяснить, какие из них могут иметь желаемый эффект — в данном случае, вызывая оцепенение, своего рода состояние, похожее на гибернацию, в которое некоторые животные входят естественным образом. Этот процесс выделил соединение под названием донепезил, или DNP, которое в настоящее время одобрено FDA в качестве лечения болезни Альцгеймера.
«Интересно, что клинические передозировки DNP у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера, были связаны с сонливостью и снижением частоты сердечных сокращений — симптомами, похожими на оцепенение», — сказала Мария Пласа Оливер, первый автор исследования. «Однако, насколько нам известно, это первое исследование, которое фокусируется на использовании этих эффектов в качестве основного клинического ответа, а не побочных эффектов».
Команда проверила возможные эффекты DNP, вызывающие оцепенение, у головастиков. И, конечно же, он снизил три биологических фактора, которые предполагают оцепенение: потребление кислорода, частоту сердечных сокращений и плавательные движения.
К сожалению, при введении в виде свободных частиц препарат накапливался в тканях по всему телу головастиков и вызывал некоторую токсичность. Чтобы предотвратить это, команда инкапсулировала DNP внутри липидных наночастиц и обнаружила, что препарат накапливался в мозговой ткани, снижая токсичность, но при этом все еще вызывая состояние, подобное оцепенению.
Тепловая карта концентраций DNP у головастиков. Они собираются в мозгу животных гораздо больше, когда лекарство инкапсулировано в липидные наночастицы (крайние слева), чем когда вводится в виде свободных частиц (вторые слева) Институт Висса при Гарвардском университете
Результаты интригуют, но, конечно, головастики далеки от людей. Для точного определения того, как именно он вызывает оцепенение, потребуются дополнительные испытания, но с другой стороны, этот путь испытаний должен быть проще, чем для многих лекарств. DNP используется в клинической практике у людей уже почти 30 лет.
«Донепезил используется пациентами по всему миру уже несколько десятилетий, поэтому его свойства и методы производства хорошо известны», — сказал Дональд Ингбер, старший автор исследования. «Липидные наноносители, подобные тем, которые мы использовали, теперь также одобрены для клинического использования в других областях. Это исследование показывает, что инкапсулированная версия препарата потенциально может быть использована в будущем, чтобы выиграть пациентам критическое время для выживания после разрушительных травм и болезней, и ее можно было бы легко разработать и производить в больших масштабах в гораздо более короткие сроки, чем новый препарат».
Другие исследования показали, что ультразвуковые импульсы, направленные на определенные участки мозга, могут вызывать состояние оцепенения, также с целью спасения жизней во время операции и в более отдаленном будущем, потенциально помогая астронавтам впадать в «гиперсонал» во время длительных космических путешествий.
Исследование было опубликовано в журнале ACS Nano.
