Ученые разработали безопасный препарат для лечения глазных воспалений

Российско-американский научный коллектив представил новый терапевтический метод  с использованием наночастиц фермента-антиоксиданта, разработанный специально для глаз. Он снимает воспаления и восстанавливает ткани, не вызывая побочных эффектов: раздражения и аллергии даже при высоких дозах. Результаты работы представлены в международном научном журнале Biomedicines.

Воспалительные заболевания глаз остаются наиболее частой клинической проблемой в офтальмологии. Вторичные процессы, связанные с воспалениями глаз, такие как перепроизводство активных форм кислорода (АФК) и истощение внутренней антиоксидантной системы, часто приводят к повреждению эпителиальной и соединительной  тканей глаза, нечеткости зрения и даже слепоте. АФК, в принципе, способствуют гибели клеток организма и дегенерации тканей из-за повреждения ими множества компонентов клеток, включая клеточную мембрану, ДНК, белки, ферменты и т.д.

Чрезмерное высвобождение активных форм кислорода может вызвать существенное повреждение не только воспаленного участка, но и окружающей нормальной ткани. Это особенно важно для глаз, так как прозрачность роговицы и хрусталика, а также функционирование фоторецепторного аппарата зависят от их высокоупорядоченных структур, а чрезмерное повреждение тканей нарушает зрительную функцию. Роговица, хрусталик на тканевом уровне имеют упорядоченное строение, поэтому если они повреждаются, нарушается их структура, а значит, и зрительная функция.

Антиоксидантные ферменты, такие как супероксиддисмутаза,  известны как мощные поглотители  активных форм кислорода. Однако их доставка в глазные ткани представляет собой серьезную проблему из-за их весьма ограниченной проницаемости, поскольку глаз — довольно изолированный орган,  и патологические процессы в нем желательно лечить не системным, а местным способом.

Коллектив ученых НИТУ «МИСиС», МГУ имени Ломоносова, НМИЦ им. Гельмгольца и Университета Северной Каролины решил проблему перепроизводства свободных радикалов созданием многослойных полимерных наночастиц фермента супероксиддисмутазы  (Nano-SOD1), разработанных специально для глаз.

 «Способность Nano-SOD1 уменьшать воспалительные процессы в глазу была исследована in vivo на кроликах с модельным иммуногенным увеитом — воспалением внутренних сосудистых путей глаза. В ходе доклинических исследований было показано, что местные капельные введения Nano-SOD1 были на 35%   более эффективными  в уменьшении проявлений увеита по сравнению со свободным ферментом SOD1. В частности, мы отметили статистически значимые различия в таких воспалительных признаках глаза, как отек роговицы и конъюнктивы, гиперемия радужной оболочки и сгустки фибрина», — рассказал один из авторов исследования инженер научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ «МИСиС» Александр Ванеев.

Ученый пояснил, что при разработке были использованы созданные коллективом ранее наночастицы SOD1. Однако новый состав был специально изготовлен для местного применения в офтальмологии. Оптимизация технологии позволила увеличить КПД при получении Nano-SOD1, а также добиться наибольшей степени  устойчивости препарата.

По словам исследователей, Nano-SOD1 проникает во внутренние структуры глаза более чем в 2 раза эффективнее, чем сама SOD1, намного лучше удерживается на поверхности роговицы и сохраняет активность фермента в глазу в течение гораздо более длительного периода времени, чем обычный фермент SOD1 без включения в состав наночастиц. Ученые наблюдали уменьшение воспаления и восстановление антиоксидантной активности в глазах.

При этом в результате испытаний  ученые  выяснили, что Nano-SOD1 не проявляет никакой токсичности (раздражение глаз, острая, хроническая и репродуктивная токсичность, аллергенность, иммуногенность, мутагенность) в широком диапазоне концентраций и даже при использовании чрезвычайно высоких доз.

В настоящий момент разработчики продолжают серию доклинических испытаний полученного препарата.