Тромботические нарушения, такие как ишемический инсульт, инфаркт, тромбоэмболия легочной артерии и тромбоз глубоких вен, являются основной причиной смертности во всем мире. Однако традиционные методы тромболитической терапии часто не оправдывают ожиданий из-за низкой избирательности и недостаточного контроля над локальной свертываемостью крови. Иными словами, они могут повышать риск системного кровотечения и не снижать вероятность повторного образования тромбов в пораженном участке, что снижает эффективность лечения и увеличивает количество побочных эффектов.

Новая нанотромболитическая платформа на основе кремния

В ответ на эту проблему исследователи из Китая разработали новую нанотромболитическую терапию на основе кремния, которая обеспечивает эффективное растворение тромбов и локальную регуляцию микросреды свертывания крови, сводя к минимуму риск системного кровотечения.

Исследование было проведено под руководством профессора Ши Цзяньлиня из Шанхайского института керамики Китайской академии наук (КАН) в сотрудничестве с учеными из Шанхайской десятой народной больницы, Шанхайского института перспективных исследований КАН и Ляонинской онкологической больницы. Результаты исследования были опубликованы в Science Advances 6 февраля.

Как работает разработанная система

Эта инновационная терапевтическая стратегия сочетает в себе ферментативное растворение тромбов с интеллектуальным перепрограммированием микросреды. В частности, урокиназа, клинический тромболитический препарат, была объединена с гидрированным силиценовым (SiH) нанолистом и фибриногеном, субстратом реакции свертывания крови, для стимуляции тромболиза.

По мнению исследователей, нанолисты SiH играют три важные роли в усилении тромболизиса: 1) они блокируют функциональные участки урокиназы, надолго подавляя ее активность во время циркуляции, тем самым предотвращая системное кровотечение; 2) саморазрушение нанолистов SiH приводит к повторной активации урокиназы в очаге тромбоза; 3) выработка водорода in situ позволяет регулировать протромботическую микросреду, предотвращая дальнейший тромбоз.

Эта стратегия тромболизиса, адаптированная к микроокружению, представляет собой многообещающий подход к точному лечению острых тромботических состояний.

Механистические данные, полученные в ходе лабораторных исследований

Анализ методом молекулярного докинга показал, что нанолисты SiH могут взаимодействовать с каталитическим центром урокиназы. Последующие эксперименты также подтвердили, что SiH эффективно подавляет активность урокиназы более чем на 95%. С помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье in situ исследователи отслеживали процесс разложения SiH в режиме реального времени. Примечательно, что по мере разложения SiH активность урокиназы постепенно восстанавливалась в течение четырех часов, что позволяло контролировать тромболитическую функцию и в конечном итоге добиться эффективного растворения тромба.

В то же время разложение SiH сопровождалось непрерывным выделением водорода, который изменял микросреду свертывания крови по двойному механизму: во-первых, водород активировал эндогенную антиоксидантную защиту, что облегчало вызванное окислительным стрессом повреждение эндотелия и снижало экспрессию ICAM-1, PAI-1 и фактора фон Виллебранда (vWF). Во-вторых, он способствовал восстановлению эндотелия и ограничивал адгезию и активацию тромбоцитов, вызванную воздействием коллагена, что в конечном итоге оказывало антикоагулянтный эффект.

Проверка in vivo и перспективы на будущее

Эти эффекты были дополнительно подтверждены в ходе испытаний in vivo, где нанотромболитик продемонстрировал как точную регуляцию коагуляционного микроокружения, так и высокую тромболитическую эффективность без увеличения риска системного кровотечения.

В совокупности эта синергетическая стратегия представляет собой многообещающую платформу для прецизионного тромболизиса нового поколения, который динамически сочетает растворение тромба с локальным перепрограммированием микроокружения.