Нанотехнологии против аллергии

Изображение: nito/shutterstock

В институте иммунологии ФМБА России аллергию предлагают лечить углеродными наноматериалами. Эксперименты на мышах показали, что симптомы искусственно вызванного атопического дерматита заметно ослабляются после подкожного введения водной дисперсии фуллеренов.

Атопический дерматит — это хроническое воспалительное заболевание кожи, которое чаще всего проявляется у детей и характеризуется обильными высыпаниями, а также утончением и сухостью кожных покровов. Он может осложняться вирусными или грибковыми инфекциями, с легкостью поселяющимися в ослабленной коже, и часто сопряжен с астмой и аллергическим насморком. Сам атопический дерматит тоже имеет аллергическую природу, то есть связан с нарушением работы иммунной системы организма и активизируется в ответ на специфические раздражители.

За последние 30 лет взрослые стали болеть атопическим дерматитом на 2—10% процентов чаще, а дети — на 10—30%. Впрочем, на уровне других аллергических заболеваний это еще скромные показатели: по оценкам, к 2020 году каждый второй ребенок на планете будет иметь ту или иную форму аллергии.

Сегодня основной причиной развития атопического дерматита считается окислительный стресс: иммунные клетки соединительной ткани начинают сверх нормы производить вещества-оксиданты, которые повреждают и разрушают клетки эпидермиса. Именно поэтому для лечения атопического дерматита ученые из Института иммунологии ФМБА России предлагают использовать фуллерены — молекулы-наносферы из 60 атомов углерода, которые, по данным многих работ, обладают хорошими антиоксидантными свойствами. Так, в статье 2012 года прием фуллеренов внутрь увеличивал продолжительность жизни крыс почти в два раза, что объяснялось как раз возможностью фуллеренов связывать свободные радикалы.

В эксперименте российских ученых лекарственные возможности фуллеренов исследовали на подопытных мышах-альбиносах, которых исследователи разделили на четыре группы. В трех из них у грызунов провоцировали атопический дерматит, нанося на кожу белок альбумин, который вызывал аллергическую реакцию. Параллельно мышей одной группы также обрабатывали фуллеренами, мышам второй его вводили подкожно, а мыши третьей не получали никакого лечения. Животные из четвертой, контрольной, группы в процессе эксперимента не взаимодействовали ни с фуллеренами, ни с альбумином.

Оказалось, что симптомы вызванного атопического дерматита значительно снижаются с применением фуллеренов, и особенно эффект заметен при подкожном введении. В этом случае у мышей значительно падал уровень имунноглобулина IgE (при атопическом дерматите уровень этого белка, отвечающего за мощный ответ иммунной системы на аллерген, повышен) и менялись другие характерные показатели. Положительный эффект от лечения показал и гистологический анализ. Срезы кожных тканей оценивались по 19 параметрам с отдельными шкалами оценок: например, в пункте «утончение эпидермиса» ставилось от 0 (утончения не наблюдается) до 3 баллов (ярко выраженное утончение), а в пункте «некроз эпидермиса» можно было получить максимум 1 балл (если некроз наблюдался). В результате мыши, не получившие лечения, набирали в этом тесте в среднем по 24 балла, а здоровые грызуны из контрольной группы — только 4. Результаты лечебных групп расположились где-то посередине: для накожного применения фуллеренов гистологический текст давал средний результат в 18 баллов, а подкожного — 14.

Однозначно объяснить положительный эффект лечения углеродными наноструктурами ученые пока не могут, но медицинские анализы грызунов показали, что применение фуллеренов прежде всего вызывает корректировку иммунного ответа клеток кожи на аллергены.

При этом в последние годы появляется все больше исследований о вреде нанообъектов на здоровье: благодаря своему размеру, они легко проникают сквозь клеточные мембраны и взаимодействуют с различными органеллами и ДНК. Поэтому токсичность своих образцов исследователи проверили в отдельной серии экспериментов на мышах, где в качестве показателя здорового развития животных были выбраны темпы наборы веса: результаты фуллереновой и контрольной групп оказались одинаковыми.

Ученые объясняют, что созданные ими фуллерены безопасны для клеток благодаря специальной технологии синтеза. Он проводится в несколько этапов, и в результате получается стабильная взвесь (дисперсия) крупных агрегатов фуллеренов в воде: таким частичкам, собранным из нескольких фуллеренов, попасть внутрь клетки уже гораздо сложнее. Кроме того, поверхность этих агрегатов получается электрически нейтральной, а токсичность фуллеренов в других описанных случаях часто связывают именно с зарядом поверхности.

Результаты работы опубликованы в Journal of Nanobiotechnology.
Теги:

Читать еще на Чердаке: