Inzulín s nanodiamanty hojí poranění kůže

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 07. září 2009

Napsal Vlasta Stancová

Co o inzulínu nevíme

Hormon inzulín je notoricky známý tím, že snižuje hladinu glukózy v krvi. Má však i další přednosti, které vědci objevili teprve nedávno. Zjistili, že inzulín dokáže podstatně zlepšovat hojení ran a infekcí. Přitom právě bakteriální infekce jsou vysoce rizikové pro pacienty s těžkými popáleninami, zlomeninami kostí nebo jinými vážnými zraněními.

Inzulín působí jako růstový hormon, a tím urychluje hojení zranění. Dále podporuje kožní buňky v množení a dělení, obnovuje přítok krve a tvorbu cév v poraněné oblasti. Potlačuje zánět a bojuje s infekcí.

Jak inzulín k ráně účinně dopravit?

Inovativní metodu dopravení hojivého hormonu na místo infekce představili vědciz Northwestern University. Vytvořili komplex nanodiamantu s inzulínem, kde nanodiamant funguje jako dopravní prostředek a inzulín jako hojivá látka. Od spojení nanodiamantu s inzulínem si vědci slibují praktické využití při léčbě zranění. Nezvyklý komplex by se mohl stát součástí gelů, mastí, obvazů nebo šicích materiálů.

Jak pozná nanodiamant cílovou stanici?

Obecně lze říci, že v biomedicíně jsou snahy o lokalizované uvolnění léčiva z nosiče často řešeným a komplikovaným problémem.  Zajímavé je, jak si s tímto úskalím poradili vědci z Northwestern. Zjistili, že inzulín se z vazby na nanodiamant uvolňuje v podmínkách panujících na místě zranění. Během hojení rány dosahuje pH v místě zánětu zásadité úrovně, a právě vyšší hodnota pH signalizuje, že nanodiamant dopravil inzulín do cílové stanice.

Neztrácí se inzulín cestou?

Autor studie profesor Dean Ho musel důkladně prověřit, zda je inzulín na nanodiamant vázán dostatečně silně a zda nedochází k jeho zbytečnému a nežádoucímu uvolňování na nesprávném místě. Zjistil, že ve vodném roztoku a v podmínkách fyziologického pH kolem 7,4, které panuje ve tkáních, je inzulín vázán velice pevně. Měření jeho funkce prokázalo, že byl opravdu neaktivní až do chvíle jeho uvolnění z vazby na nanodiamant, které se uskutečnilo až v oblasti zásaditého pH.


Další výzkumy potvrdily, že při zvýšení pH pokožky do bazické oblasti kolem 10, které běžně provází závažné popáleniny a záněty, byl inzulín uvolněn z komplexu s nanodiamantem a zachoval si svoji funkčnost. Využívání právě tohoto mechanismu zprostředkovaného zvýšením pH může být unikátním pomocníkem při zdokonalování metod cíleného dopravování léčiv. Vědci také zjistili, že byl hormon z komplexu uvolňován pomalu a důsledně po dobu několika dní.

Co nejdříve do praxe

Další práce výzkumného týmu vede k vytvoření gelu obsahujícího komplex nanodiamant-inzulín. Vzniklý preparát pak čeká preklinická studie (laboratorní pokusy na zvířatech). V neposlední řadě budou vědci hledat další oblasti medicíny, ve kterých by mohl být nový pomocník užitečný.

Výhodné vlastnosti pro biomedicínu

Nanodiamanty mají pro využití v biomedicíně řadu výhod. Jejich velký povrch umožňuje dopravit dostatečné množství terapeutické látky. Nemusí přenášet pouze inzulín, ale i jiné látky, jako jsou malé molekuly, bílkoviny nebo protilátky. Nanodiamanty ve vodě snadno tvoří suspenzi, což je v biomedicíně také důležité. Mají průměr 4 až 6 nanometrů a jsou pro buňky minimálně invazivní, jsou biokompatibilní a nevyvolávají záněty. A mohou se vyrábět v různých velikostech – není problém vyrobit velká množství částic se stejným rozměrem.

Nanodiamanty a rakovina

Dean Ho a jeho kolegové ukázali, že nanodiamanty slouží jako „praktičtí a spolehliví dopravci“. S úspěchem dopraví a vyloží několik druhů léčiv, což by mělo mít široké pole využití. Vědci studovali také možnost využití nanodiamantů při léčbě rakoviny. Prokázali, že nanodiamanty jsou schopné uvolňovat chemoterapeutickou látku doxorubicin trvale a rovnoměrně.

Výsledky studie byly publikovány on-line 26. července 2009 v časopise Biomaterials pod názvem „Nanodiamond-Insulin Complexes as pH-Dependent Protein Delivery Vehicles“.

Zdroj: Healing Power of Nanodiamonds. Northwestern University [on-line] <http://www.northwestern.edu/>