Исследование ученых из Университета Вайоминга о том, как микроскопические существа, называемые тихоходками, выживают в экстремальных условиях, привело к крупному прорыву, который в конечном итоге может сделать жизненно важные методы лечения доступными для людей, где охлаждение невозможно.
Томас Бутби, доцент кафедры молекулярной биологии, и его коллеги показали, что природные и модифицированные версии белков тихоходок можно использовать для стабилизации важного фармацевтического препарата, используемого для лечения людей с гемофилией и другими заболеваниями, без необходимости охлаждения — даже в условиях высоких температур и холода. другие сложные условия. Результаты подробно описаны сегодня (понедельник) в Scientific Reports, онлайн-журнале с открытым доступом от издателей Nature.
Фармацевтический фактор свертывания крови человека VIII является важным терапевтическим средством, используемым для лечения генетических заболеваний и случаев сильного кровотечения. Несмотря на то, что фактор VIII имеет решающее значение и эффективен при лечении пациентов в этих обстоятельствах, он имеет серьезный недостаток, заключающийся в том, что он по своей природе нестабилен. Без стабилизации в точном температурном диапазоне фактор VIII разрушается.
«В слаборазвитых регионах во время стихийных бедствий, во время космических полетов или на поле боя доступ к холодильникам и морозильникам, а также достаточное количество электроэнергии для работы этой инфраструктуры может быть в дефиците. Это часто означает, что люди, которым нужен доступ к фактору VIII не понимаю», — говорит Бутби. «Наша работа является доказательством того, что мы можем стабилизировать фактор VIII и, вероятно, многие другие фармацевтические препараты в стабильном, сухом состоянии при комнатной или даже повышенных температурах с использованием белков тихоходок — и, таким образом, обеспечить жизненно важное лекарство для всех. повсюду.”
Тихоходки длиной менее полумиллиметра, также известные как водяные медведи, могут пережить полное высыхание; быть замороженным чуть выше абсолютного нуля (около минус 458 градусов по Фаренгейту, когда все молекулярное движение останавливается); нагревается до более чем 300 градусов по Фаренгейту; облучение в несколько тысяч раз превышает то, что может выдержать человек; и даже выжить в вакууме космического пространства. Частично они могут это сделать, производя сахар, называемый трегалозой, и белок, называемый CAHS D.
Согласно исследовательскому документу, Бутби и его коллеги точно настроили биофизические свойства как трегалозы, так и CAHS D, чтобы стабилизировать фактор VIII, отметив, что CAHS D наиболее подходит для лечения. Стабилизация позволяет фактору VIII быть доступным в суровых условиях без охлаждения, включая многократную дегидратацию/регидратацию, экстремальную жару и длительное сухое хранение.
Исследователи считают, что то же самое можно сделать и с другими биологическими препаратами — фармацевтическими препаратами, содержащими или полученными из живых организмов, такими как вакцины, антитела, стволовые клетки, кровь и продукты крови.
«Это исследование показывает, что методы сухого консервирования могут быть эффективными для защиты биологических препаратов, предлагая удобные, логистически простые и экономически жизнеспособные средства стабилизации жизненно важных лекарств», — говорит Бутби. «Это будет полезно не только для глобальных инициатив в области здравоохранения в отдаленных или развивающихся частях мира, но и для развития безопасной и продуктивной космической экономики, которая будет опираться на новые технологии, которые устранят нашу зависимость от охлаждения для хранения лекарств. пища и другие биомолекулы».
Бутби и другие исследователи надеются, что их открытия могут быть применены для решения других социальных и глобальных проблем здравоохранения, включая нехватку воды. Например, их работа может привести к более совершенным способам выращивания искусственных культур, способных выдерживать суровые условия.
Пакебуш М.Х., Санчес-Мартинес С., Бисвас С. и соавт.
Природные и искусственные медиаторы устойчивости к высыханию стабилизируют фактор VIII свертывания крови человека в сухом состоянии.
Научный отчет 13, 4542, 2023. doi: 10.1038/s41598-023-31586-9
