Группа биологов из Института медицинских исследований в Санфорд-Бернем открыла белок, способный доставлять лекарства прямо к месту черепно-мозговой травмы.

Перелом черепа, КТ

Открытые и закрытые черепно-мозговые травмы — одна из главных причин смерти людей всех возрастов. Терапия таких травм осложняется наличием гематоэнцефалического барьера — непроницаемой для лекарств границы между мозгом и кровеносной системой. При травмах головы барьер нарушается, и лекарства поступают в мозг легче — но даже если действующее вещество попадает в мозг, оно не локализуется в поврежденной области, а расходуется на весь объем мозга и быстро вымывается. Иногда при травмах мозга лекарства вводят инвазивным путем под черепную коробку, но такой способ опасен и может привести к ухудшению состояния пациента.

Поэтому доктор Аман Манн и его коллеги занялись поиском вещества, которое могло бы преодолевать гематоэнцефалический барьер и доставлять лекарства точно к месту травмы. В работе, опубликованной в журнале Nature Communications, описывается небольшой пептид CAQK (эти буквы кодируют последовательность аминокислот, из которых он состоит — цистеин, аланин, глутамин, лизин), который оказался способен делать все, чего добивались ученые.

Скопление CAQK возле поврежденного участка мышиного мозга Aman P. Mann et al. Чтобы увидеть, как CAQK концентрируется в поврежденном участке мозга, его пометили флюоресцентным красителем FAM.

Для поиска использовали популярный метод фагового дисплея: с его помощью биологи изучают, как белки взаимодействуют друг с другом. В этом ученым помогает странный организм — вирус бактерии кишечной палочки E. Coli — любимицы всех лабораторий мира. В ДНК вируса бактерии вставляют последовательность, кодирующую белок, который нужно изучить, и этот белок появляется в оболочке вируса. Потом ученые смотрят, с какими веществами будет взаимодействовать встроенный белок. Метод хорош тем, что позволяет быстро выбрать нужную молекулу из тысяч подобных.

Др. Манн и коллеги рассуждали так: для каждого типа травмы характерно выделение специфических веществ. Если узнать, какие молекулы (достаточно маленькие, чтобы проходить через ГЭБ) избирательно реагируют с характерными для каждого типа травмы веществами, можно использовать их для того, чтобы доставлять лекарства точно к месту повреждения.

ЧМТ лабораторных мышей Aman P. Mann et al. Графики внизу показывают концентрации разных веществ в процессе отбора.

Чтобы найти такую молекулу, мышам наносили одинаковые черепно-мозговые травмы и внутривенно вводили вирусы бактерий (сами по себе безвредные), несущие различные пептиды. Олигопептид, который через полчаса после инъекции обнаружился в районе повреждения в особо высокой концентрации, и был тем искомым средством доставки. Эксперименты подтвердили, что CAQK скапливается именно в зонах повреждения головного мозга: в печени и коже, как и в здоровом мозге, его скоплений не обнаружено. Кроме того, эксперименты подтвердили, что CAQK может переносить небольшие молекулы лекарств или их компоненты.