Uzun süreli lokal anestezi sağlamak için doğayı taklit etmek

0
38

Bu şema, tetrodotoksine (TTX) bağlanan nanoyapılarda kendi kendine bir araya gelmelerini sağlayan hidrofobik modifikasyonlara sahip P1 ve P2 peptitlerini göstermektedir. Kredi: Tianjiao Ji, PhD, Doğa Biyomedikal Mühendisliğinde Kohane laboratuvarı, 13 Eylül 2021.

Tetrodotoksin ve saksitoksin gibi site 1 sodyum kanal blokerleri, güçlü lokal anestezik özelliklere sahip küçük moleküllü ilaçlardır. Lokal sinirler ve kaslar üzerinde toksik etki olmaksızın ağrı kesici sağlarlar ve opioidlere çekici bir alternatiftirler. Ancak kendi kendilerine enjekte edildiğinde kolaylıkla yüzerek uzaklaşabilir ve ciddi sistemik toksisiteye neden olabilir.

Bu ilaçları güvenli dağıtım sistemlerinde kapsüllemek zor olmuştur: Suda son derece çözünür oldukları için vücuttaki çevreleyen suya çıkma eğilimindedirler.

Boston Çocuk Hastanesi Biyomateryaller ve İlaç Dağıtımı Laboratuvarı direktörü ve MD başkan yardımcısı Daniel Kohane, “Toksisite doz sınırlayıcı hale gelir ve uzun süreli bir sinir bloğu elde edemezsiniz” diyor. Anesteziyoloji, Yoğun Bakım ve Ağrı Tıbbı Anabilim Dalı’nda araştırma.

Kohane’nin laboratuvarında eski bir doktora sonrası doktora öğrencisi olan Tianjiao Ji, lokal anestezikleri yavaşça salacak ve etkilerini uzatacak bir biyomimetik sistem hakkında bir fikre sahipti. Nature Biomedical Engineering’in Eylül sayısında açıklandığı gibi, sistem vücudun anestezik için kendi reseptörlerini taklit ediyor. Mimikler ilaca tutunur ve sistem bir kez yerine oturduğunda, anesteziyi yavaşça serbest bırakır ve minimum toksisite ile uzun süreli sinir blokajı sağlar.

Kohane laboratuvarı, tetrodotoksin vermek için olanlar da dahil olmak üzere birçok yavaş salınan sistem yarattı, ancak bu, doğanın tasarımını ele geçiren ilk sistem. Tetrodotoksin ve saksitoksin test anestezikleri olmasına rağmen, yaklaşım potansiyel olarak diğer ilaç dağıtım sistemlerine uygulanabilir.

Doğadan ipuçları almak

Yavaş salınan sistemi oluşturmak için Ji, ilk yazar olan Yang Li, Ph.D. ve diğer laboratuvar üyeleriyle birlikte, P1 ve P2 olmak üzere iki peptit dizisinin bir karışımıyla başladı. Her iki peptit de gerçek sodyum iyonu kanalının bir parçasıdır; Tetrodotoksin sinire iletildiğinde, aynı anda her iki peptide de bağlanır.

Ekip daha sonra P1 ve P2’yi uzun hidrofobik (su itici) molekül zincirleriyle modifiye etti. Bu, ortaya çıkan moleküllerin, sodyum kanalı üzerinde konumlandıklarını taklit ederek, birbirine yerleştirilmiş iki peptit ile nanoyapılarda bir araya gelmelerine neden oldu. Peptit çiftleri, sodyum kanalının kendisinde olduğu gibi anesteziyi alır.

Uzun süreli lokal anestezi sağlamak için doğayı taklit etmek

Biyo-ilhamlı nanofiberler, voltaj kapılı sodyum kanallarında tetrodotoksinlerin doğal bağlanma bölgesindeki peptitlerden modifiye edilmiş iki peptit (mavi ve mor nokta dizileri olarak gösterilir) taşır. Bu uyarlanmış peptitler, tetrodotoksine (altın altıgenler olarak gösterilmiştir) bağlanır ve nanolifler sinirin yanına enjekte edildiğinde onu serbest bırakarak uzun süreli lokal anestezi sağlar. Kredi: Fantastik Renk/Doğa Biyomedikal Mühendisliği

Kohane, “Hidrofobik zincirleri eklediğinizde, peptitler binlerce P1 ve P2’nin dalgalandığı uzun bir lif oluşturur” diye açıklıyor. “Her peptit seti bir tetrodotoksin molekülünü bağlar. Peptidleri eller gibi düşünün – tetrodotoksini yakalamaya çalışıyorsanız, onu tutmak için bir araya gelen iki elin olması gerekir.”

Bu yapı hedef sinirin yanına enjekte edildiğinde, tetrodotoksin difüzyon ve diğer işlemlerle yavaş yavaş kendini serbest bırakır ve sinirin kendisinde P1 ve P2’ye bağlanır.

Tasarımın işe koyulması

Ekip daha sonra tetrodotoksin içeren nanoyapıları teste tabi tuttu ve bunları canlı farelerin siyatik sinirlerinin yakınına enjekte etti. Anestezik, toksik doku reaksiyonu olmadan serbest tetrodotoksinden daha uzun süre yerinde kaldı ve hayvanlardaki nörodavranış testleri, sinir bloğunun 16 saat kadar sürdüğünü gösterdi.

Ji, “Doğanın tasarımını ele geçirerek, anestezik ilaçlar için bir dağıtım ve salıverme sistemi görevi gören sentetik bir reseptör yarattık” diyor.

Ekip, yaklaşımlarının patentini aldı. Kohane, “Teoride, farklı ilaçlara ve diğer reseptör-ilaç etkileşimlerine uygulanabilir” diyor.

Opioid alternatifi? Hassas ağrı kesici için tetrodotoksinin evcilleştirilmesi Daha fazla bilgi: Lokal anesteziklerin, bir sodyum kanalı ile etkileşimlerini taklit eden, kendiliğinden oluşan bir supramoleküler sistem tarafından verilmesi, Nature Biomedical Engineering (2021). DOI: 10.1038/s41551-021-00793-y , www.nature.com/articles/s41551-021-00793-y Boston Çocuk Hastanesi tarafından sağlanmıştır

Alıntı: Uzun süreli lokal anestezi sağlamak için doğayı taklit etmek (2021, 13 Eylül) 13 Eylül 2021’de https://medicalxpress.com/news/2021-09-mimicking-nature-long-lasting-local-anesthesia.html adresinden alınmıştır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz