Närvimürkide vastased ravimid võivad päästa inimese elu, kuid nende mõju ajus on piiratud, sest need ei läbi hästi vere-aju barjääri. Tallinna Tehnikaülikooli teadlased leidsid võimaliku lahenduse, kasutades nanoteemandeid ravimikandjatena.
TTÜ teadlased töötasid koostöös Tšehhi ja USA kolleegidega välja nanoteemanditel põhineva ravimikandja, mis suutis läbida laborikatsetes vere-aju barjääri mudeli. Ehkki lahendus on alles varajases arengujärgus, võib sama põhimõte aidata tulevikus ajju viia ka teisi ravimeid, mida on praegu kesknärvisüsteemi raske toimetada.
Miks on ravimeid nii raske ajju viia?
Inimese aju kaitseb vere-aju barjäär, mille ülesanne on hoida aju tundlikku keskkonda stabiilsena. Barjäär lubab ajju küll vajalikud ained, kuid takistab paljudel teistel molekulidel, sealhulgas ravimitel, ajju siseneda.
See raskendab ka mitme närvimürgi, näiteks sariini, Novitšoki ja VX-i, ning teatud pestitsiidide mürgistuse ravi. Närvimürgid võivad halvata inimese närvisüsteemi vaid mõne minutiga, sest blokeerivad atsetüülkoliinesteraasi (AChE) nimelise ensüümi. See ensüüm aitab närvirakkudel signaale edastada. Kui mürk ensüümi blokeerib, tekivad inimesel kiiresti krambid ja hingamispuudulikkus, mis lõpeb tema surmaga.
Vastumürgina kasutatavad oksüümid suudavad edukalt taastada ensüümi aktiivsuse perifeerses närvisüsteemis, kuid kesknärvisüsteemis on olnud ravimi toime seni piiratud. Kuna ravimimolekulid on positiivselt laetud, on neil vere-aju barjääri raske läbida. Seega päästab ravim küll patsiendi elu, kuid ei pruugi ära hoida ajukahjustust. Oksüüme on kasutatud juba üle 50 aasta, kuid seni ei ole leitud hästi toimivat lahendust, kuidas ravim tõhusalt ajju viia.
Jätkusuutliku keemia ja tehnoloogia uurimisrühma juhi vanemteadur Yevgen Karpichevi eestvedamisel proovisid teadlased viia nüüd vastumürki ajju nanoteemantidega. Selgus, et nende külge kinnitatud oksüümid suutsidki laboritingimustes (in vitro) vere-aju barjääri mudeli läbida. Lisaks taastasid need kesknärvisüsteemis närvimürkide blokeeritud AChE ensüümi aktiivsuse.
Nanoteemandid ravimikandjana
Nanoteemandeid valmistatakse kontrollitud plahvatustega ja nende läbimõõt on vaid umbes viie nanomeetrit. Võrdlusena on inimese juuksekarva läbimõõt ligikaudu 60 000–80 000 nanomeetrit. Ravimite transportimisel ei seisne nanoteemandite kasu siiski üksnes nende väiksuses.
Kristallidel on ka väga stabiilne ja keemiliselt vastupidav struktuur. Seetõttu lagunevad need raskesti ega reageeri juhuslikult teiste molekulidega. Samas saab nende pinda keemiliselt muuta ja kinnitada selle külge erinevaid molekule, sealhulgas ravimeid.
Uurijad esitasid tehnoloogiale USA patenditaotluse. “Meie uuring näitas, et nanoteemandid aitavad kandjatena närvimürkide vastastel ravimitel vere-aju barjääri läbida. See on alles esimene uuringuetapp. Jätkame nanokandjate arendamist, et parandada nende tõhusust ja laiendada kasutusvõimalusi biomeditsiinis,” ütles Karpichev. “Sama tehnoloogiat võiks tulevikus kasutada ka teiste ravimitega, mida on praegu keeruline ajju viia, näiteks neurodegeneratiivsete haiguste või kasvajate ravimisel.”
Artikkel ilmus ajakirjas Chemico-Biological Interactions.
