У этого микроскопического создания есть еще одна сверхспособность: какая-то хитроумная химия, уникальная для тихоходки, способная стабилизировать лекарства без необходимого охлаждения. Это имеет большой потенциал для получения жизненно необходимого лечения тем, кто в нем нуждается.
Ученые из США изучили одну из ключевых способностей выживания тихоходки — ангидробиоз или высушивание. Команда ученых полагала, что способность животного переходить в обратимый анабиоз при столкновении с экстремальной потерей воды из клеток может обеспечить такое же стабильное сухое хранение биологических лекарств, для которых в противном случае потребовалась бы охлажденная среда.
Биологические препараты — вакцины, антитела, стволовые клетки, кровь и другие продукты крови — получены из живых организмов и требуют охлаждения, чтобы предотвратить нагревание, расщепляющее белок и разрушающее его. Одним из тех, кто полагается на эту непомерно высокую инфраструктуру холодовой цепи, является фактор VIII (FVIII) свертывания крови человека, среди терапевтических применений которого — лечение генетических заболеваний, таких как гемофилия А, а также тяжелые физические травмы и кровотечения.
Используя определенный белок и сахар, которые микроскопический водяной медведь вырабатывает при ангидробиозе, исследователи обнаружили, что он может обеспечить FVIII подобную защиту от высыхания. Это означает, что биологическое вещество может быть обезвожено, а затем повторно увлажнено для использования без потери его естественных качеств. Более того, их исследование показывает, что FVIII способен оставаться стабильным в течение 10 недель в обработанной форме.
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 необходимой инфраструктуры, может быть в дефиците. Работа ученых является принципиальным доказательством того, что возможно стабилизировать фактор VIII и многие другие фармацевтические препараты в стабильном сухом состоянии при комнатной или даже повышенной температуре с использованием белков тихоходок — и, таким образом, обеспечить жизненно важные лекарства для всех и повсюду.
Используя вид тихоходок Hypsibius dujardini , команда ученых усовершенствовала лечение, основанное на цитозольных белках и сахаре трегалозе. В частности, белок CAHS D защищает ферменты в обезвоженном состоянии, образуя гелеобразные нити, которые сохраняют клеточную структуру животного неповрежденной. Когда гидратация возвращается, нити отступают, не вызывая клеточного стресса.
Используя биофизические свойства CAHS D и трегалозы, команда смогла стабилизировать FVIII, открыв дверь для разработки этой технологии транспортировки и хранения по всему спектру биологических препаратов.
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. Это будет полезно не только для глобальных инициатив в области здравоохранения в отдаленных или развивающихся частях мира, но и для содействия безопасной и продуктивной космической экономике, которая будет зависеть от новых технологий, которые избавят мир от зависимости от охлаждения для хранения лекарств, продуктов питания и других биовеществ.
Источник: Scientific Reports
