nad.bg

Ново проучване показва, че наночастиците NAD+ увеличават преживяемостта при сепсис над четири пъти при мишки

наночастиците NAD+ Изследователи от Университета на Уисконсин използват мастни частици с нано размери (липидни наночастици), заредени с наночастиците NAD+, за да усилят оцеляването, да спасят имунните клетки и да запазят производството на енергия. Ключови точки:
  • Третирането на мишки със септис с липидни наночастици (NPs), заредени с никотинамид аденин динуклеотид (NAD+), увеличава тяхната преживяемост от 21% на 93%.

Лечението със заредени NPs спира имунните клетки от умиране, блокира имуносупресивния отговор, причинен от сепсис.

Първичната клетъчна енергия (ATP) се възстановява в много от органите на мишките със сепсис  след лечение с NAD+ NPs, което предполага предотвратяване на множествена органна недостатъчност. Когато тялото е атакувано от чужди нашественици, вътрешни войници – белите кръвни клетки стимулират възпалителна реакция, за да се защитят от инфекция. Обаче с напредването на възрастта идва и повишена чувствителност към сепсис – екстремен отговор на инфекция, характеризиращ се с постоянно, неконтролирано възпаление, което прави тялото уязвимо на нежелано увреждане на тъканите, мултиорганна дисфункция и смърт. Имайки това предвид, учените непрекъснато търсят ефективни терапевтични средства за регулиране на имунния отговор на организма към сепсис.

Ново проучване в Nature Nanotechnology

В ново проучване, публикувано в Nature Nanotechnology, Ye и колеги успешно модулират имунния отговор на сепсиса при мишки, като ги третират с NPs, заредени с животосъхраняващата молекула NAD+. Изследователи от Университета в Уисконсин открили, че лечението с NPs увеличава оцеляването на мишките със септис и възпрепятства индуцираната от възпаление апоптоза (клетъчна смърт), която обикновено се случва при сепсиса. Нещо повече, това ново лечение с NAD+ възстановило клетъчните нива на АТФ в множество основни органи на септични мишки, включително сърцето, черния дроб, бъбреците, далака, белите дробове и мускулите, демонстрирайки способността му да предпазва от медиирано от сепсис увреждане на органи. NAD+ увеличава преживяемостта при септични мишки

Увеличава преживяемостта при септични мишки

Сепсисът е безмилостно заболяване с изключително висока смъртност. Всъщност една трета от оцелелите от сепсис умират в рамките на една година след хоспитализация поради вторични усложнения. По този начин идентифицирането на лечения, които могат да смекчат усложненията след инфекцията, е от изключително значение. Ye и колегите се опитали да определят дали лечението с NAD+ може да подобри преживяемостта при заболелите мишки. За отбелязване е, че зарядът и размерът на NAD+ пречат тя да премине лесно през клетъчната мембрана, за да бъде използван от клетките. Въпреки това, NPs заобикалят този проблем, поради което изследователите експериментирали с NAD+ заредени NP, за да впрегнат напълно имуностимулиращите ефекти на NAD+.

Първоначално

Мишките претърпели операция за индуциране на сепсис и след това са лекувани или със свободни NAD+, празни NPs, или с NAD+ заредени NPs. Три дни по-късно мишките били инжектирани с бактерия P. aeruginosa, за да имитират вторична инфекция. В сравнение с нелекувани мишки, със смъртност от 79%, мишките, третирани с NAD+ NPs, показали смъртност от 7%. Обратно, свободните NAD+ или празните NP не успяли да подобрят преживяемостта при мишките със септис. Взети заедно, тези констатации предполагат, че NAD+ NPs смекчават първоначалния хипервъзпалителен септичен отговор, както и вторичните инфекции. NAD+ NPs увеличават преживяемостта на мишките със септис. NAD+ NPs увеличават преживяемостта на мишките със септис. (A) Мишки претърпeли операция за лигиране и пункция на цекума (CLP) за предизвикване на сепсис и след това получиха едно от следните лечения 6 часа и 24 часа след операцията: свободен NAD+ (CLP+свободен NAD+), празен NPs (CLP-LP -CaP), или NAD+ NPs (CLP+NAD+-LP-CaP). Три дни по-късно мишките били интратрахеално инокулирани с P. aeruginosa, за да имитират вторични инфекции от сепсис. Първата контролна група (Sham+вторична инфекция) са мишки, които не са били подложени на CLP, а втората контролна група (CLP без инфекция) са мишки, които са били подложени на CLP, но не са получили P. aeruginosa инокулация. (B) Графиката показва кривата на оцеляване на мишки за период от 15 дни.

Заредените NPs блокират апоптозата на имунните клетки

След хипервъзпалителния стадий на сепсис следва вторична фаза, известна като имуносупресия, при която защитните системи на организма остаряват. Един от основните двигатели на имуносупресията е апоптозата на имунните клетки (смърт на имунните клетки), особено на лимфоцитите. Лимфоцитите са белите кръвни клетки, отговорни за производството на антитела, отстраняването на инфектирани с вируси клетки и туморни клетки и модулирането на имунния отговор.

За да анализират ефектите на NAD+ NPs върху апоптозата на имунните клетки

Йе и колеги количествено определят количеството здрави клетки и апоптотични клетки (мъртви клетки) в кръвта, белите дробове и далака на мишките със септис след лечение. Резултатите показват, че  мишките със септис, третирани с NAD+ NPs, показват значително по-малко апоптотични клетки във всички тествани области в сравнение с нетретирани мишки, което показва, че това наночастиците NAD+ лечение ефективно защитава имунните клетки и укрепва имунния отговор за борба с инфекцията. Заредените NP блокират апоптозата на имунните клетки. Заредените NP блокират апоптозата на имунните клетки. Графиките показват процента на здрави клетки (сини). Също така ранни апоптотични клетки (пясък) и късни апоптотични клетки (оранжеви) при здрави контролни мишки. Нетретираните мишки със септис и мишки със септис, третирани с едно от следните: Свободен наночастиците NAD+, празен NPs (Празен. LP-CaP) и NAD+ NPs (NAD+-LP-CaP). Тези измервания са взети от моноцити в кръвта, неутрофили в кръвта и Т клетки в далака.

Лечението с NAD+ възстановява АТФ в множество основни органи

Една от най-смъртоносните последици от сепсиса е мултиорганна недостатъчност, предизвикана главно от хронично разпространено възпаление. Тъй като АТФ играе активна роля в запазването на функцията на органите, изследователите от Университета на Уисконсин тестваха дали наночастиците NAD+ NP поддържат нивата на АТФ в основните органи на септичните мишки. Констатациите показват, че лекуваните мишки имат драстично по-високи нива на АТФ в сравнение с нелекуваните мишки в сърцето, черния дроб, бъбреците, белите дробове, далака и мускулите. Като се има предвид, че белодробната и бъбречната недостатъчност значително допринасят за повишената заболеваемост и смъртност при пациенти със сепсис, това откритие допълнително демонстрира силната защитна природа на наночастиците NAD+ NPs и подчертава потенциала му като терапевтично средство за сепсис. NAD+ treatment restores ATP in the heart, kidneys ect. NAD+ treatment restores ATP in the heart, kidneys, lungs, liver, spleen, and muscle of septic mice. The graphs show the differences in ATP levels between control, LPS, free NAD+, LP-CaP, and NAD+-LP-CaP mice.

Значението на липидните наночастици

Това проучване демонстрира терапевтичния потенциал на наночастиците NAD+ NPs за борба със сепсиса. Освен това, липидни наночастици, като тези в това проучване, са използвани за доставяне на ваксината срещу SARS-CoV-2. Това показва, че тези малки сферични везикули притежават голям потенциал за предоставяне на широка гама от терапевтични средства. Включително такива, които премахват заболявания, свързани с възрастта. Освен това, като се има предвид факта, че NAD+ NPs успешно повишават нивата на АТФ в множество основни органи, възможно е това лечение да помогне за поддържане на функцията на органите през целия живот. Също и да увеличи продължителността на живота, което означава да живеете повече години без болести.

NAD+ NPs също така

Те предоставят допълнителна представа за увеличаване на способността ни да възстановяваме намаляващите нива на NAD+ с възрастта. Което от своя страна може да помогне за забавяне на появата и прогресията на много свързани с възрастта заболявания. В момента хората изпробват прекурсори на NAD+ като никотинамид рибозид (NR). Също и никотинамид мононуклеотид (NMN), за да повишат нивата на NAD+. Въпреки това е възможно NAD+ NPs да надминат тези добавки за повишаване на общия NAD+. Като се има предвид това, необходими са допълнителни изследвания, за да се потвърди тази хипотеза.

Източник:

Ye, M., Zhao, Y., Wang, Y. et al. NAD(H)-заредени наночастици за ефективна терапия на сепсис чрез модулиране на имунната и съдовата хомеостаза. Нац. Нанотехнологии. (2022). https://doi.org/10.1038/s41565-022-01137-w