Një studim i ri i bazuar në nanoteknologji gjeneron shpresë për trajtimin e dëmtimit dhe dështimit akut të veshkave.
Veshkat janë një organ jetik thelbësor që kryen funksione kritike në trup. Ai largon mbeturinat dhe ujin shtesë nga qarkullimi i gjakut për të prodhuar urinë e cila më pas rrjedh nga veshkat në fshikëz përmes ureterëve. Këto mbetje që prodhohen në trupin tonë nga shpërbërja normale e muskujve dhe ushqimeve duhet të hidhen dhe të ekskretohen në mënyrë efikase.
Në akute dështimi i veshkave, i quajtur tani mbetjet azotike të dëmtimit akute të veshkave (AKI) grumbullohen me shpejtësi dhe prodhimi i urinës zvogëlohet, dmth. trupi lufton për të prodhuar urinë. Kjo ndodh brenda një periudhe të shkurtër kohe (ditë apo edhe orë) nga fillimi i sëmundjes duke shkaktuar komplikime serioze. Shkaku kryesor i AKI është stresi oksidativ i cili ndodh për shkak të ekuilibrit të shqetësuar midis radikaleve të lira dhe mbrojtjes anti-oksiduese që rezulton nga rritja e produkteve të mbeturinave që përmbajnë oksigjen duke shkaktuar kështu dëme në lipide, proteina dhe ADN. Ky skenar shkakton inflamacion dhe avancon sëmundjen e veshkave. Pastaj ka shanse të larta për të zhvilluar sëmundje kardiovaskulare dhe kancer. Kjo është arsyeja pse ushqimet dhe suplementet e pasura me antioksidantë dihet se mbrojnë nga efektet e dëmshme të produkteve të mbeturinave që përmbajnë oksigjen. Kur ashpërsia e sëmundjes së veshkave përparon, nevojiten terapi mbështetëse si rihidratimi dhe dializa, madje mund të kërkohet edhe transplantimi i veshkave. Nuk ka asnjë kurë në dispozicion për AKI duke e bërë atë përgjegjës për miliona vdekje çdo vit.
Mbrojtja dhe trajtimi i veshkave të dëmtuara mbetet një sfidë e madhe në mjekësi. Një medikament antioksidant NAC (N-acetilcisteinë) i konsideruar si standardi i artë, përdoret përgjithësisht për të mbrojtur veshkat nga toksiciteti gjatë procedurave, por ky medikament ka biodisponibilitet të dobët dhe kështu ka efektivitet të kufizuar.
Qasja e nanoteknologjisë për terapi
Zbatimi i nanoteknologjisë në metodat biomjekësore, duke përfshirë terapinë, është rritur në dekadat e fundit. Por aplikime të tilla kanë treguar kufizime në trajtimin e sëmundjeve të veshkave. Në një studim të ri, shkencëtarët nga SHBA dhe Kina kanë përshkruar një metodë të re parandaluese për ndalimin e AKI-së dhe trajtimin e saj duke përdorur nanoteknologjinë që përfshin forma të vogla vetë-montuese të cilat kanë një diametër vetëm të miliarda të metrit. Këto forma janë projektuar dhe zhvilluar duke përdorur metodën e nanoteknologjisë të quajtur 'Origami ADN-je' në të cilën baza e çiftëzimit të katër ADN nucleotides is used to engineer and fabricate what is called ADN origami nanostructures (DONs). These nanostructures – either triangular, tubular or rectangular in shape – can be then used for performing various tasks inside the body. The architecture of such nanostrukturat është i përshtatshëm në mënyrë ideale për sistemet e gjalla sepse ato janë të qëndrueshme dhe kanë toksicitet dhe imunogjenitet të ulët.
ADN origami nanostructures self-assemble and latch onto different parts of the kidneys and form a protective layer around them. This has been seen when assessing their physiological distribution using quantitative imaging by positron emission tomography (PET). Their study is published in Inxhinieri Biomjekësore e Natyrës. The group prepared various ADN origami structures and also used radio labelling to study their behaviour in mouse kidney while analysing them using PET imaging. They were seen to accumulate in kidneys of healthy mice as well those who had AKI.
The study showed how ADN origami nanostructures act as a fast (within only 2 hours) and very active kidney protectant and were also therapeutic in relieving symptoms of AKI. Upon examination of their real-time distribution using PET scan it was see that rectangular nanostructures particularly were most successful in protecting kidneys in the same manner as a standard drug would. These structures track down oxygen-containing waste products and insulate the cells from damage due to oxidative stress. They help maintain balance of free radicals and anti-oxidant defences in and around the kidney reducing and alleviating oxidative stress which is the leading source and symptom of AKI. The measures taken by DONs stop the kidney disease to progress. DONs were tested both on living mice kidney and human embryonic kidney cells. These structures acted as a protective guard and improved kidney function in AKI as effectively as traditional drug therapies particularly NAC drug for AKI.
Strukturat e origami të ADN-së ishin vazhdimisht të pranishme në veshka, gjë që autorët sugjerojnë se është për shkak të disa faktorëve, duke përfshirë rezistencën e DON-ve ndaj enzimave tretëse dhe shmangien e tyre të mbikëqyrjes së sistemit imunitar. Fiziologjikisht, përmirësimi i funksionit të veshkave u vlerësua duke vënë në dukje nivelet e kreatininës në serum dhe azotit të uresë në gjak dhe ishte e qartë se kishte përmirësime të konsiderueshme në funksionin ekskretues të veshkave të krahasueshme me terapinë standarde të barnave.
This multidisciplinary study combines expertise of nanomedicine and in-vivo imaging and is the first ever to investigate distribution of ADN nanostructures in a living system by live tracking their behaviour. DONs have low toxicity in main organs of the body making them ideally suited for clinical use in humans. This modern technology is a strong foundation which can provide localized protection to kidneys from AKI and can be used to design novel therapeutic approaches for treating AKI and other kidney diseases. A solution for kidney diseases could become a reality for patients suffering from acute kidney injury. The study adds to the potential of therapeutic programmable nanostructures which can be used for targeted drug delivery and organ and tissue repair in the body.
***
{Mund të lexoni punimin origjinal kërkimor duke klikuar lidhjen DOI të dhënë më poshtë në listën e burimeve të cituara}
Burimi (s)
Jiang D et al. 2018. ADN origami nanostructures can exhibit preferential renal uptake and alleviate acute kidney injury. Inxhinieri Biomjekësore e Natyrës. 2 (1). https://doi.org/10.1038/s41551-018-0317-8
***
