Il consiste en une capsule polymère poreuse pouvant laisser entrer des radicaux libres et les neutraliser selon le principe du "piège à usage multiple". Cette nouvelle substance peut être utilisée pour un rétablissement efficace après de graves traumatismes de la moelle épinière, un AVC ou un infarctus. Les résultats de ces travaux ont été publiés dans le magazine Journal of Controlled Release.
Lors d'un choc (en cas de traumatisme de la colonne vertébrale), d'une rupture de vaisseau (en cas d'AVC) ou en cas de nécrose (infarctus) la cessation du flux sanguin en cas de spasme des artères ou leur bouchage dans les tissus les plus proches de l'organe entraînent une hypoxie — processus pathologique lié au manque d'oxygène. Ce facteur bloque le maillon final de la chaîne respiratoire dans les cellules et provoque une formation excessive de radicaux libres (formes actives d'oxygène).
Ces derniers ont un impact destructeur sur les membranes cellulaires et lancent une réaction en chaîne conduisant à l'endommagement et à la mort des cellules et des tissus. Ces complications entraînent des dommages supplémentaires de la moelle épinière et la mort des neurones, ce qui aggrave la situation clinique.
La superoxyde dismutase (SOD1), ferment antioxydant particulier, est un absorbeur naturel efficace de radicaux libres. L'acheminement rapide de la substance jusqu'à l'organe endommagé pourrait assouplir le stress oxydant sur fond d'excès de radicaux libres et stopper le processus de destruction des tissus. Cependant, l'instabilité du ferment dans le flux sanguin en cas d'injection par intraveineuse au patient est un problème majeur: il se désintègre rapidement sans avoir le temps de faire son travail pour neutraliser les radicaux libres.
"Afin de créer un produit thérapeutique stable à base de SOD1 nous avons développé des nanoformes catalytiquement actives de la superoxyde dismutase — des nanozymes. Nous avons été les premiers au monde à obtenir un SOD1 polyionique multicouche chimiquement "cousu" doté pour la première fois d'un supplément: un revêtement superficiel à partir de copolymère à blocs et d'acide polyéthylène glycol (PEG)", a déclaré l'un des coauteurs du projet Maxim Abakoumov, responsable du laboratoire Nanomatériaux biomédicaux de l'université MISiS.
Les chercheurs ont réussi à obtenir une capsule polymère poreuse d'environ 40-50 nanomètres avec une molécule du ferment. Cette capsule fonctionne comme un piège à usage multiple qui laisse passer des radicaux libres en son sein et les y neutralise.
"Nous avons mis au point des nanozymes à haute activité fermentative ayant la capacité de préserver et de protéger la SOD1 dans les conditions physiologiques qui augmentent la durée de la circulation de la SOD1 active dans le sang par rapport aux molécules libres de SOD1. La demi-vie d'élimination de la substance est de 60 au lieu de 6 minutes", a ajouté Maxim Abakoumov.
Pendant les expérimentations du produit, le groupe scientifique dirigé par le professeur Alexandre Kabanov de l'Université de Caroline du Nord a reçu des résultats de laboratoire rassurants. Une injection par intraveineuse de nanozymes contenant 5 000 unités conventionnelles de SOD1 pour 1 kg de poids a amélioré le rétablissement des fonctions motrices chez les rats présentant un traumatisme modéré de la moelle épinière. De plus, les chercheurs ont observé une baisse de l'œdème, un rétrécissement de la moelle épinière et la formation de kystes post-traumatiques.
Le test réussi du prototype du ferment de SOD1 sur des rongeurs a prouvé l'efficacité de la substance pour éliminer les radicaux libres, réduire l'inflammation et l'œdème et accélérer la réhabilitation après un traumatisme de la moelle épinière, un AVC ou un infarctus. Prochainement, le groupe de recherche compte entamer les essais précliniques.