'n Nuwe studie gebaseer op nanotegnologie wek hoop vir die behandeling van akute nierbesering en -versaking.
Nier is 'n noodsaaklike lewensbelangrike orgaan wat kritieke funksies in die liggaam verrig. Dit verwyder afvalstowwe en ekstra water uit ons bloedstroom om urine te produseer wat dan van die niere na die blaas deur die ureters vloei. Hierdie afval wat in ons liggaam geproduseer word deur normale afbreek van spiere en voedsel moet weggegooi en doeltreffend uitgeskei word.
In akuut nierversaking, wat nou Akute Nierbesering (AKI) genoem word. stikstofhoudende afvalstowwe bou vinnig op en urine-uitset neem af, dws die liggaam sukkel om urine te produseer. Dit gebeur binne 'n kort tydsbestek (dae of selfs ure) vanaf die aanvang van die kwaal wat ernstige komplikasies veroorsaak. Die hoofoorsaak van AKI is oksidatiewe stres wat voorkom as gevolg van versteurde balans tussen vrye radikale en anti-oksidant verdediging as gevolg van toename in suurstofbevattende afvalprodukte wat dus skade aan lipiede, proteïene en DNA. Hierdie scenario veroorsaak inflammasie en bevorder die niersiekte. Daar is dan groot kanse om kardiovaskulêre siektes en kanker te ontwikkel. Daarom is dit bekend dat voedsel en aanvullings ryk aan antioksidante beskerm teen die skadelike effekte van suurstofbevattende afvalprodukte. Wanneer die erns van die niersiekte vorder, is ondersteuningsterapieë soos rehidrasie en dialise nodig en selfs nieroorplanting kan nodig wees. Daar is geen geneesmiddel beskikbaar vir AKI wat dit elke jaar verantwoordelik maak vir miljoene sterftes nie.
Die beskerming en behandeling van beseerde niere bly 'n enorme uitdaging in medisyne. ’n Antioksidantmiddel NAC (N-asetielsisteïen) wat as die goue standaard beskou word, word oor die algemeen gebruik om niere teen toksisiteit tydens prosedures te beskerm, maar hierdie middel het swak biobeskikbaarheid en het dus beperkte doeltreffendheid.
Nanotegnologie-benadering vir terapie
Toepassing van nanotegnologie in biomediese metodes, insluitend terapie, het die afgelope dekades vinniger geword. Maar sulke toepassings het beperkinge getoon in die behandeling van niersiektes. In 'n nuwe studie het wetenskaplikes van die VSA en China 'n nuwe voorkomende metode beskryf om AKI te stop en dit te behandel deur nanotegnologie te gebruik wat klein selfsamestellende vorms behels wat net 'n miljardste van 'n meter in deursnee meet. Hierdie vorms is ontwerp en ontwikkel met behulp van die nanotegnologie-metode genaamd 'DNA-origami' waarin basisparing van vier DNA nukleotiede word gebruik om te ontwerp en te vervaardig wat genoem word DNA origami nanostrukture (DONs). Hierdie nanostrukture – hetsy driehoekig, buisvormig of reghoekig van vorm – kan dan gebruik word om verskeie take binne die liggaam uit te voer. Die argitektuur van so nanostrukture is ideaal geskik vir lewende sisteme omdat hulle stabiel is en lae toksisiteit en immunogenisiteit het.
DNA origami nanostrukture self monteer en heg aan verskillende dele van die niere en vorm 'n beskermende laag rondom hulle. Dit is gesien wanneer hul fisiologiese verspreiding met behulp van kwantitatiewe beelding deur positronemissietomografie (PET) geassesseer is. Hul studie word gepubliseer in Natuurbiomediese Ingenieurswese. Die groep het verskeie voorberei DNA origami strukture en ook gebruik radio etikettering om hul gedrag in muisnier te bestudeer terwyl hulle met PET-beelding ontleed word. Daar is gesien dat hulle in die niere van gesonde muise ophoop, sowel as diegene wat AKI gehad het.
Die studie het gewys hoe DNA origami nanostrukture dien as 'n vinnige (binne slegs 2 uur) en baie aktiewe nierbeskermer en was ook terapeuties om simptome van AKI te verlig. Na ondersoek van hul intydse verspreiding met behulp van PET-skandering, is gesien dat reghoekige nanostrukture veral die suksesvolste was om niere te beskerm op dieselfde manier as wat 'n standaardmiddel sou doen. Hierdie strukture spoor suurstofbevattende afvalprodukte op en isoleer die selle teen skade as gevolg van oksidatiewe stres. Hulle help om die balans van vrye radikale en anti-oksidant verdediging in en om die niere te handhaaf en verminder en verlig oksidatiewe stres wat die leidende bron en simptoom van AKI is. Die maatreëls wat DON's tref, keer dat die niersiekte vorder. DONs is getoets op beide lewende muis nier en menslike embrioniese nier selle. Hierdie strukture het opgetree as 'n beskermende beskermer en verbeter nierfunksie in AKI so effektief as tradisionele geneesmiddelterapieë, veral NAC-middel vir AKI.
DNS-origami-strukture was aanhoudend in niere teenwoordig, wat volgens skrywers te wyte is aan verskeie faktore, insluitend weerstand van DON's teen spysverteringstelselensieme en hul vermyding van immuunstelseltoesig. Fisiologies is verbetering in nierfunksie geassesseer deur vlakke van serumkreatinien en bloedureumstikstof op te let en dit was duidelik dat daar beduidende verbetering in nieruitskeidingsfunksie was, vergelykbaar met standaard geneesmiddelterapie.
Hierdie multidissiplinêre studie kombineer kundigheid van nanogeneeskunde en in-vivo beelding en is die eerste ooit wat verspreiding van DNA nanostrukture in 'n lewende stelsel deur hul gedrag regstreeks na te spoor. DON's het 'n lae toksisiteit in die hooforgane van die liggaam, wat dit ideaal maak vir kliniese gebruik by mense. Hierdie moderne tegnologie is 'n sterk basis wat gelokaliseerde beskerming aan niere teen AKI kan bied en kan gebruik word om nuwe terapeutiese benaderings te ontwerp vir die behandeling van AKI en ander niersiektes. 'n Oplossing vir niersiektes kan 'n werklikheid word vir pasiënte wat aan akute nierbesering ly. Die studie dra by tot die potensiaal van terapeutiese programmeerbare nanostrukture wat gebruik kan word vir doelgerigte geneesmiddelaflewering en orgaan- en weefselherstel in die liggaam.
***
Bronne)
Jiang D et al. 2018. DNA origami nanostrukture kan voorkeur nieropname toon en akute nierbesering verlig. Natuurbiomediese Ingenieurswese. 2 (1). https://doi.org/10.1038/s41551-018-0317-8
***
