Новости химической науки > Контролируемое лечение моноксидом углерода

Исследователи из США разработали гель, который может применяться для доставки терапевтических количеств моноксида углерода к определенным органам человека.

В организме человека моноксид углерода играет роль биологической сигнальной молекулы (например, нейротрансмиттер или релаксант кровеносных сосудов), и его доставку к тканям для терапии сердечнососудистых заболеваний или при трансплантации органов организовывают с помощью простого вдыхания газообразного СО. Тем не менее, такая методика может оказаться опасной, поскольку превышение концентрации моноксида углерода может привести к отравлению организма, и, при попадании в организм через легкие моноксид углерода не может быть направленно доставлен к каким-то определенным тканям.

Пролонгированное высвобождение моноксида углерода пептидным гелем в сравнении с растворимым пептидом. (Рисунок из Soft Matter, 2012, DOI: 10.1039/c2sm25785h)

В последнее десятилетие были разработаны низкомолекулярные СО-высвобождающие соединения [small molecule CO-releasing molecules (CORM)], которые могут использоваться для более контролируемой доставки моноксида углерода с помощью инъекций. Тем не менее, эти соединения – главным образом производные карбонильных комплексов переходных металлов или полимерные мицеллы имеют сравнительно незначительное время полураспада и плохо удерживаются в тканях, что и ограничивает их применение.

Самуэль Стапп (Samuel Stupp) из Северо-западного Университета, ранее разработавший самоорганизующиеся пептидные материалы для направленного транспорта другой биологической сигнальной молекулы – оксида азота(II) – предпринял успешные шаги в решении проблемы контролируемой доставки моноксида углерода. Исследователи из его группы смешали пептидную амфифильную молекулу, способную к самосборке, с карбонильным комплексом рутения, по строению похожим на классические низкомолекулярные СО-высвобождающие соединения. Реакция смеси с метилатом натрия привела к образованию высвобождающего моноксид углерода пептидного амфифила, который самоорганизуется в нановолокна диаметром 8.2 нм.

Высвобождение моноксида углерода растворимым полимерным амфифилом и период полураспада растворимого материала оказались сравнимы с параметрами классических низкомолекулярных СО-высвобождающих соединений, однако исследователи обработали полученный материал хлоридом кальция и получили гель, при этом фактор гелеобразования существенно понизил скорость высвобождения моноксида углерода – для растворимого пептида период его полураспада с выделением моноксида углерода составляет 2.1 минуту, а после гелеобразования период полураспада увеличивается до 17.8 минут. По словам Стаппа, пролонгация высвобождения моноксида углерода может существенно увеличить эффективность терапии с применением CO.

Бинь Су (Bing Xu), эксперт по бионаноматериалам для направленной доставки лекарственных препаратов из Университета Брандейс (США) отмечает, что дальнейшее совершенствование системы, разработанной Стаппом, должно привести к созданию материала, существенно превосходящего по эффективности существующие системы доставки этого соединения.

Источник: Soft Matter, 2012, DOI: 10.1039/c2sm25785h

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #новые материалы