Investigadores de la Universidad ITMO, la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Universidad Cirilo y Metodio en Skopje han fabricado un nuevo material controlado magnéticamente compuesto por enzimas atrapadas directamente dentro de las partículas de magnetita. Combinado con agua, forma una solución estable que puede usarse para una seguridadInyección intravenosa para fines médicos, en particular, para el tratamiento dirigido del cáncer y la trombosis. Anteriormente, la síntesis de materiales similares implicaba el uso de componentes adicionales que perjudicaban la respuesta magnética y la actividad enzimática, así como creaban obstáculos para la inyección intravenosa en el cuerpo humano.Los resultados del estudio se publicaron en el Química de materiales revista
Los investigadores aplicarán este enfoque al tratamiento de la trombosis. La introducción magnética selectiva de enzimas que disuelven el coágulo parece ser un enfoque muy prometedor en términos de lucha contra la enfermedad ". Utilizando un campo magnético, las partículas pueden condensarseen coágulos de sangre; además, tales sistemas funcionarán durante bastante tiempo hasta que la enzima se oxida por completo ", dice Andrey Drozdov, investigador asociado en el Laboratorio Internacional de Química de Soluciones de Materiales y Tecnologías Avanzadas SCAMT.
Lo que marca la diferencia con el nuevo material es que las partículas de magnetita con enzimas atrapadas son extremadamente resistentes a la sedimentación en agua. Esto fue posible gracias a un nuevo método de síntesis de hidrosoles magnéticos ideado por investigadores de la Universidad ITMO.
Por lo tanto, el sistema resultante se estabiliza sin necesidad de estabilizadores adicionales que puedan atenuar sus propiedades magnéticas, reducir la actividad enzimática y aumentar el efecto tóxico potencial para los humanos. El nanocompuesto es absolutamente biocompatible e inofensivo para la inyección en el cuerpo humano ". Por separado, tanto la magnetita como las enzimas terapéuticas tienen aprobación médica para la inyección intravenosa. Por lo tanto, aprobar su uso conjunto no debería ser difícil. El cuerpo ya sabe qué hacer con estas sustancias y cómo incorporarlas en el proceso del metabolismo ", agrega Andrey Drozdov.
El enfoque permite a los científicos crear soluciones controladas magnéticamente de prácticamente cualquier enzima que tenga algún valor industrial o terapéutico. Para demostrar esta versatilidad, los investigadores encerraron cinco enzimas diferentes en una "armadura" de magnetita.
Las enzimas se agregan directamente en el hidrosol de magnetita. Las partículas de magnetita rodean las enzimas y después de secarse forman una estructura porosa firme, de la cual la enzima ya no puede escapar. "Este método fue diseñado para ser utilizado con enzimas", explica Vladimir Vinogradov, jefe deLaboratorio internacional de Química de Soluciones de Materiales y Tecnologías Avanzadas, "Hemos seleccionado el material para que, después del empaque, pueda contener físicamente la enzima en el interior. Al mismo tiempo, la enzima puede llevar a cabo su función a través de los poros del material."
Además, los investigadores descubrieron que las enzimas atrapadas se caracterizaban por una mayor estabilidad térmica. Según los experimentos, las enzimas protegidas permanecieron funcionales a temperaturas superiores a la temperatura de su descomposición térmica en forma libre en más de 20 grados centígrados. Este fenómeno puede facilitarla extensión del rango de aplicación de enzimas en una variedad de entornos que son sensibles a las condiciones de temperatura.
Los científicos sugieren que las partículas de magnetita protegen a la enzima de la desnaturalización es decir, el proceso de perder su estructura nativa debido al aumento de la temperatura o al cambio del pH físicamente al aplicar presión sobre la enzima desde el exterior. Por lo tanto, la magnetita desempeña un papelmarco sólido.
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Materiales proporcionado por Universidad ITMO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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