0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Новые открытия в лечении тромбоза

В России разработано сверхэффективное средство для разрушения тромбов

Новый «композитный» препарат разрушает смертельно опасные тромбы в тысячи раз быстрее аналогов и даёт намного меньше нежелательных побочных эффектов.

Схематичное изображение наночастицы тромболитического средства. Фермент, окруженный магнетитовым каркасом. Фото: © Университет ИТМО

Российские у чёные из Университета ИТМО в сотрудничестве с санкт-петербургской Городской Мариинской больницей разработали новый препарат, управляемый с помощью магнитного поля и способный расщеплять тромбы в тысячи раз эффективнее существующих аналогов. Разработка позволит снизить необходимую дозировку лекарства в десятки раз и при этом избежать множества побочных эффектов. Соответствующая статья учёных опубликована в журнале Scientific Reports.

Новый материал состоит из магнетитовой пористой основы и заключённого в неё белка урокиназы, широко используемого в медицине в качестве тромболитика — средства для растворения тромба. Из такого «композита» можно будет изготовлять покрытия для искусственных кровеносных сосудов, которые не будут закупориваться тромбами. В более близкой перспективе из магнетит-урокиназного препарата создадут стабильные инъекционные растворы. Воздействуя на них магнитным полем, врачи смогут легко направить основную массу лекарства к одной конкретной точке, где образовался опасный тромб. Согласно первым экспериментам и расчётам, раствор из наночастиц нового препарата, направленный точно на тромб с помощью магнита, сможет расщеплять сгустки крови в организме в 4000 раз эффективнее, чем существующие средства (немагнитные тромболитики).

Действие разработанной тромболитической системы на сосудистый тромб, экстрагированный во время операции. Фото: © Университет ИТМО

Тромбоз сосудов — одна из главных причин смертности и инвалидности после инсультов и инфарктов. Как только тромб появился, единственное, что способно помочь человеку, — быстрый тромболизис, то есть растворение тромба специальными препаратами (тромболитиками). В странах с самой развитой в мире медициной эта процедура удаётся в 15% случаев. У нас в стране эта цифра в среднем в 7,5 раза ниже. Но даже если пациент попал в «счастливые» два процента, его ждёт большое количество осложнений, вызванных самим тромболитиком.

Главная проблема при его использовании — ненаправленное действие. Защитные силы организма почти мгновенно определяют присутствие чужеродного белка и начинают связывать его веществами-ингибиторами, отчего тот быстро теряет свою активность. Поэтому сейчас препарат вводят в «ударных» дозах, рассчитывая, что хоть малая его часть успеет попасть к тромбу. В итоге тромболитик помогает только в зоне тромба и одновременно негативно воздействует на всю остальную сеть кровеносных сосудов человека.

Чтобы переломить ситуацию, учёные создали материал, где активное вещество-тромболитик «упаковано» в «транспортную капсулу» из магнетитового каркаса (FeO · Fe2O3). Действуя на него магнитным полем умеренной силы, можно буквально «подвести» капсулы точно к тромбу, добиваясь его быстрого растворения и избегая побочных эффектов. Важно, что магнетитовый каркас также обеспечивает защиту белка, находящегося внутри, от различных веществ-ингибиторов, которые организм выбрасывает для деактивации чужеродных белков-тромболитиков. Поэтому по скорости растворения тромба новый композит превосходит незащищённые ферменты.

Материал потенциально безопасен для человека, поскольку состоит исключительно из компонентов, которые уже прошли испытания на безопасность введения. В будущем препараты на основе разработанного композита можно будет использовать не только для лечения тромбоза, но и для его профилактики. Фермент урокиназа, циркулируя по кровеносной системе в малых количествах, будет «аккуратно» очищать сосуды. Этот белок, защищённый магнетитовым каркасом, сможет выполнять свои функции очень долго, пока не выведется через печень как обычный метаболит.

Новый магнитоуправляемый препарат расщепляет тромбы в тысячи раз эффективнее аналогов

Ученые из Университета ИТМО в сотрудничестве с Санкт-Петербургской Городской Мариинской больницей разработали магнитоуправляемый препарат для лечения тромбоза, состоящий из пористой магнетитовой основы и заключенного в нее тромболитического фермента. Согласно результатам, раствор из наночастиц нового препарата, сосредоточенный на тромбе с помощью магнита, в перспективе сможет расщеплять сгустки крови в организме до 4000 раз эффективнее, чем существующие тромболитики. Разработка также позволит снизить дозу лекарства в десятки раз и избежать множества побочных эффектов. Исследование ученых было опубликовано в журнале Scientific Reports.

Новый магнитоуправляемый препарат расщепляет тромбы в тысячи раз эффективнее аналогов. Источник: depositphotos.com

Читать еще:  Можно ли качать ноги при варикозном расширении вен

Критические состояния, связанные с закупоркой сосудов, являются первоочередной проблемой во многих странах мира. Причем, по статистике, в России экстренная помощь при тромбозе менее эффективна, чем за рубежом: до 60% летальных исходов среди пациентов в нашей стране приходится именно на инфаркт и инсульт — два тромботических состояния, которые являются самыми грозными осложнениями атеросклероза.

Одна из главных задач экстренной помощи при подобных состояниях — эффективно провести тромболизис, то есть быстро растворить тромб. В среднем за рубежом эту процедуру удается провести в 15% случаев, в России эта цифра гораздо ниже: из ста человек, привезенных в стационар, только двоим процедура может помочь. В остальных случаях пациента ждет инвалидизация или смерть. Эта неутешительная статистика связана с тем, что у врачей есть очень ограниченный промежуток времени на расщепление тромба — 3−4,5 часа. По истечении этого времени ткани окончательно погибают без притока крови. Но, даже если пациент попал в «счастливые» 2%, его ждет гигантское количество осложнений, вызванных самим тромболитиком (вводимый внутривенно белок, призванный растворить тромб).

Сложность в том, что тромболитики не имеют направленного действия и мгновенно распределяются по всей кровеносной системе. Защитные силы организма начинают блокировать чужеродный белок, и он быстро теряет свою активность. Поэтому препарат вводят в ударных дозах, рассчитывая, что хоть малая его часть успеет попасть к тромбу.

Растворение тромба. Источник: ScientificReports

«Сейчас мы бьем из пушки по воробьям, — рассказывает Иван Дуданов, д.м.н., профессор, член-корреспондент РАН, руководитель регионального сердечно-сосудистого центра СПб ГБУЗ „Городская Мариинская больница“. — Растворяя маленький тромб, который закупорил сосуд диаметром всего 1−2 миллиметра, тромболитик негативно воздействует на всю сеть кровеносных сосудов человека. Чтобы можно было изменить сложившуюся ситуацию, мы решили разработать способ локальной доставки препарата, позволяющий многократно снизить дозу фермента при условии, что весь лечебный эффект придется только на тромб».

Ученые создали материал, благодаря которому доставка фермента для расщепления тромба может стать направленной и безопасной для организма. Новый материал состоит из магнетитовой пористой основы и заключенного в нее белка — урокиназы, широко используемой в медицине в качестве тромболитика. Из такого композита можно будет изготовлять покрытия для искусственных сосудов с целью предупреждения их закупорки, а также стабильные инъекционные растворы, наноразмерные частицы которых легко локализовать у тромба под действием магнитного поля.

Важно, что магнетитовый каркас также обеспечивает защиту белка, находящегося внутри, от различных веществ-ингибиторов, которые содержатся в крови и деактивируют свободные тромболитики.

«Обычно при разработке подобных материалов для достижения пролонгированного эффекта белок помещают в полимерную матрицу, из которой он постепенно высвобождается, и через некоторое время препарат превращается в пустышку, — отмечает Андрей Дроздов, первый автор работы и сотрудник Международной лаборатории растворной химии передовых материалов и технологий. — Мы же экспериментально показали, что фермент в композите не теряет свои терапевтические свойства даже при многократном использовании и работает очень долго. По скорости растворения тромба новый композит также превосходит незащищенные ферменты более чем в 4000 раз».

Магнетитовый каркас. Источник: ScientificReports

Материал потенциально безопасен для человека, поскольку состоит исключительно из компонентов, которые уже имеют разрешение на внутривенное введение. По словам Ивана Дуданова, в будущем препараты на основе разработанного композита можно будет использовать не только для лечения тромбоза, но и для его профилактики, поскольку фермент, циркулируя по кровеносной системе в малых количествах, будет аккуратно очищать сосуды. К тому же белок, защищенный магнетитовым каркасом, сможет выполнять свои функции очень долго, пока не выведется через печень, как обычный метаболит.

Данная работа стала логическим продолжением проведенных ранее исследований, посвященных захвату различных ферментов в золь-гель матрицы на основе магнетита и созданию магнитоуправляемых биоактивных систем.

«В рамках этого этапа проекта мы показали, как разработанная нами концепция работает на более специфичных объектах. Мы готовили тромболитический коллоид и испытывали его действие на искусственных сгустках крови, полученных из плазмы и крови человека, а также на человеческих тромбах, экстрагированных в процессе операции. Полученные результаты могут позволить нам в скором времени опробовать новую тромболитическую систему на живых существах. Сейчас мы как раз находимся на этапе согласования с Министерством образования и науки доклинических исследований», — заключает руководитель Международной лаборатории растворной химии передовых материалов и технологий Владимир Виноградов.

Читать еще:  Отзывы о геле лавенум при лечении варикоза

Статья: Andrey S. Drozdov, Vasiliy V. Vinogradov, Ivan P. Dudanov and Vladimir V. Vinogradov, Leach-proof magnetic thrombolytic nanoparticles and coatings of enhanced activity, Scientific Reports, 2016.

Можно ли растворить тромб? Новые подходы к лечению

Но с недавних пор эту потенциально опасную для жизни ситуацию врачи научились предотвращать.

Наши эксперты: академик РАМН, президент Российского общества ангиологов и сосудистых хирургов, руководитель отделения хирургии сосудов Института хирургии им. А. В. Вишневского, профессор, доктор медицинских наук Анатолий Покровский и доцент курса сердечно-сосудистой хирургии и хирургической флебологии факультета усовершенствования врачей Российского государственного медицинского университета, член исполнительного комитета Ассоциации флебологов России, доктор медицинских наук Игорь Золотухин.

Опасный сгусток

Оговоримся сразу: тромбоз – не болезнь, а состояние, при котором сгусток крови частично или полностью блокирует ток крови по глубокой вене. Как правило, мишенью для опасного процесса служат наши с вами конечности: отток крови здесь существенно хуже, чем в прочих частях тела. Усугубляют ситуацию малоподвижный образ жизни, избыточный вес и «плохая» наследственность. У некоторых людей склонность к повышенной свертываемости крови предопределена генетически.

Чаще всего тромбы «закупоривают» вены голени. Но самыми опасными считаются те, что образовались в венах по­крупнее – подвздошной, бедренной, подколенной. Чем больше кровяной сгусток, тем больший урон он может нанести.

К счастью, далеко не каждый тромб ведет к смерти. Для того чтобы произошло непоправимое, он должен обладать неоднородной структурой и непрочно прикрепляться к сосудистым стенкам. Врачи называют такие тромбы флотирующими. Достаточно малейшего толчка – и, сорвавшись с насиженного места, смертоносная «пуля» с молниеносной скоростью достигает цели, которой чаще всего является легочная артерия, а ее закупорка (тромбоэмболия легочной артерии) считается основной причиной госпитальной смерти после­операционных больных.

Печальный список возглавляют онкологические, травматологические и ортопедические отделения. За счет самого длительного нахождения на постельном режиме у здешних пациентов риск развития тромбоза глубоких вен в 2–3 раза выше, чем у общехирургических больных.

Не допустить беды

Предотвратить возможную катастрофу, угроза которой сохраняется в течение нескольких послеоперационных недель, медики пытаются разными способами: за счет перетяжки ног пациента эластичными бинтами, а также укорочения сроков постельного режима. Согласно новым хирургическим стандартам, даже после сложной операции на сердце больного стараются поставить на ноги чуть ли не в день операции или на следующий день.

Большим подспорьем для врачей стало и послеоперационное лечение пациентов антикоагулянтами (средствами, разжижающими кровь). Вплоть до недавнего времени золотым стандартом подобной терапии были инъекции низкомолекулярного гепарина, после чего пациенту назначали так называемые антагонисты витамина К, которые, впрочем, имели ряд недостатков, как то: необходимость постоянного лабораторного контроля крови и коррекции дозы из-за возможного риска кровотечений.

Сегодня у пациентов с высоким риском тромбоэмболии появилась альтернатива – новое поколение пероральных антикоагулянтов, к числу которых относятся прямые ингибиторы тромбина. В отличие от антагонистов витамина К, этот новый, более эффективный класс препаратов не требует постоянного контроля показателей крови. А главное, на этой терапии значительно ниже риск опасных кровотечений, что уже по достоинству оценили во многих российских стационарах, где прямые ингибиторы тромбина успешно применяют для профилактики тромбоэмболических осложнений у больных, перенесших протезирование коленного или тазобедренного сустава. Специалисты убеждены: за новыми пероральными антикоагулянтами – большое будущее.

Кстати

Помимо послеоперационных больных риск заработать венозную тромбоэмболию имеют:

  • люди пожилого возраста;
  • больные, перенесшие инсульт, травму;
  • страдающие ожирением;
  • больные сердечной, хронической венозной недостаточностью, мерцательной аритмией;
  • беременные женщины;
  • представители «стоячих» (повара, продавцы, парикмахеры, хирурги, сотрудники автоинспекции) и «сидячих» профессий (бухгалтеры, программисты, секретари);
  • пассажиры дальних авиарейсов.

Разработан метод неинвазивного обнаружения и удаления тромбов

Здоровая вена, образование тромба при нормальной реакции организма на повреждение и его отрыв, приводящий к тромбоэмболии.

Читать еще:  Основы лечения варикоза

Метод фотоакустической проточной цитометрии. Лазер возбуждает краситель в клетках крови и, далее, этот краситель сам начинает испускать свет, который детектируют и расшифровывают.

Международная команда учёных из Университета медицинских наук штата Арканзас (США), Университетских клиник Франкфурта и Дрездена и российских учёных из МФТИ под руководством профессора Владимира Жарова провела экспериментальную работу по обнаружению тромбов при помощи фотоакустической проточной цитометрии — нового метода неинвазивной диагностики и удаления тромбов.

Тромбы делятся на два вида: белые (тромбоцитарные) и красные (тромбо-эритроцитарные). Перемещение тромбов в потоке крови называют тромбоэмболией. Сгустки в норме образуются в результате естественной реакции свертывающей системы человека для остановки кровотечения.

Однако тромб может вызывать закупорку кровеносного сосуда, что — в зависимости от локализации и диаметра “закупоренного” сосуда — приводит к острому нарушению кровообращения и тяжелым последствиям, вплоть до смерти. Тромб, оторвавшийся от стенки сосуда в месте образования и начавший циркуляцию по руслу крови, называется эмболом (может состоять не только из тромбоцитов, но и, например, из капель жира). Тромбоэмболия может развиться внезапно: по данным Всемирной организации здравоохранения, в 2014 году от нее страдали в среднем 100-150 человек из каждых 100 тысяч.

Несмотря на серьёзность проблемы, на данный момент высокочувствительные методы диагностики тромбоэмболов не развиты. Методы, используемые сейчас, имеют низкую чувствительность и не позволяют уничтожать тромбы в режиме реального времени. Например, ультразвуковые методы являются строго диагностическими.

Ученые решили опробовать альтернативный метод тераностики – фотоакустическую проточную цитометрию. Тераностика – это новый медицинский подход, при котором препараты и методики являются одновременно и средством ранней диагностики, и лечением.

Общий принцип фотоакустической проточной цитометрии состоит в следующем: клетки, на которые предварительно наносят флуоресцентные красители, пропускают через сфокусированный лазерный световой пучок. Свет определенной длины волны возбуждает молекулы этих красителей. Далее свет, испускаемый красителями, собирают при помощи системы линз и зеркал и разлагают на компоненты. Эти световые сигналы детектируют и преобразуют в электрические импульсы, распознаваемые компьютером. На компьютере анализируют полученные данные и строят графики, по которым далее и ставится диагноз. При исследовании живого организма мышам вводили в кровь краситель и лазер направляли непосредственно на исследуемую область (в нашем случае, на сосуды мышиной лапы).

В данной работе были проведены доклинические исследования на мышах. В группе здоровых грызунов проводили два типа исследований: у первой половины конечности передавливали с помощью зажимов, а второй делали кожный надрез. В группе мышей с опухолью некоторым из них давили на опухоль (как во время пальпации при осмотре опухоли), другим же ее удаляли. На место воздействия направляли лазер. У всех животных в ответ на манипуляции развилась тромбоэмболия, но виды тромбов различались.

Анализ появления эмболов выполнялся следующим образом: нормальное количество эритроцитов в крови создавало фон, и если прибор показывал положительный пик, это было связано с наличием красных тромбов, обогащенных эритроцитами. И наоборот, если пик был отрицательным, то это было вызвано появлением белых тромбов, которые состояли из тромбоцитов.

Фотоакустическая проточная цитометрия оказалась уникальным способом проведения анализа наличия малых тромбоэмболов на глубине порядка нескольких миллиметров с потенциальной возможностью уничтожения обнаруженного сгустка.

«Мы показали, что при помощи метода фотоакустической проточной цитометрии можно обнаружить тромбоэмболы в потоке крови. Потенциально существует возможность тут же уничтожать обнаруженный сгусток, но это тема следующего исследования», – рассказывает декан факультета биологической и медицинской физики МФТИ Александр Мелерзанов.

Пока данную технику использовать в реальном времени на крупных сосудах и во время операции невозможно. Однако то, что данный метод принципиально позволяет отслеживать динамику появления тромбоэмболов во время медицинских процедур и постоперационном периоде, в том числе при раковых заболеваниях, позволяет надеяться, что в будущем он поможет предотвратить смертельные тромбоэмболические осложнения на ранних стадиях.

Результаты исследования опубликованы в научном издании PLOS ONE.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector