Автор AZoNano Май 20 2021

Заблокированные кровеносные сосуды в мозгу пациентов, перенесших инсульт, препятствуют проникновению богатой кислородом крови к клеткам, вызывая серьезные повреждения. Растения и некоторые микробы производят кислород посредством фотосинтеза.

Что, если бы существовал способ заставить фотосинтез происходить в мозгу пациентов – Теперь исследователи, сообщающие в ACS ' Nano Letters сделали именно это в клетках и мышах, используя сине-зеленые водоросли и специальные наночастицы, в демонстрационной демонстрации концепции.

По данным Всемирной организации здравоохранения, от инсультов ежегодно умирает 5 миллионов человек во всем мире. Выживают еще миллионы, но они часто имеют инвалидность, например, проблемы с речью, глотанием или памятью. Наиболее частой причиной является закупорка кровеносных сосудов в головном мозге, и лучший способ предотвратить необратимое повреждение мозга от этого типа инсульта – как можно скорее растворить или удалить закупорку хирургическим путем. Однако эти параметры работают только в течение короткого промежутка времени после инсульта и могут быть рискованными. Сине-зеленые водоросли, такие как Synechococcus elongatus ранее изучались для лечения недостатка кислорода в сердечной ткани и опухолях с помощью фотосинтеза. Но видимый свет, необходимый для запуска микробов, не может проникнуть через череп, и, хотя ближний инфракрасный свет может проходить сквозь него, его недостаточно для непосредственной активации фотосинтеза. Наночастицы с повышающим преобразованием, часто используемые для визуализации, могут поглощать фотоны ближнего инфракрасного диапазона и излучать видимый свет. Итак, Линь Ван, Чжэн Ван, Гуобинь Ван и его коллеги из Хуачжунского университета науки и технологий хотели посмотреть, смогут ли они разработать новый подход, который когда-нибудь можно будет использовать для пациентов с инсультом, объединив эти части – S. elongatus наночастицы и ближний инфракрасный свет – в новой «нано-фотосинтетической» системе.

Исследователи объединили S. elongatus с неодимовыми наночастицами с повышающим преобразованием, которые преобразуют проникающий в ткани ближний инфракрасный свет в видимую длину волны, которую микробы могут использовать для фотосинтеза. В клеточном исследовании они обнаружили, что подход нанофотосинтеза снижает количество нейронов, погибших после кислородной и глюкозной депривации. Затем они вводили микробы и наночастицы мышам с заблокированными церебральными артериями и подвергали мышей воздействию света, близкого к инфракрасному. Терапия уменьшила количество умирающих нейронов, улучшила двигательную функцию животных и даже помогла новым кровеносным сосудам начать расти. Хотя это лекарство все еще находится на стадии тестирования на животных, оно обещает когда-нибудь перейти к клиническим испытаниям на людях, говорят исследователи.

Авторы выражают признательность за финансирование Национальной программы ключевых фундаментальных исследований Китая, Национального фонда естественных наук Китая, Программы науки и технологий Министерства образования Китая, крупных научно-технических инновационных проектов в провинции Хубэй и Объединенного фонда. Министерства образования по предварительным исследованиям оборудования.

Источник: https://www.acs.org/content/acs/en.html