Лижники, туристи, солдати та інші особи, які піддаються впливу екстремально низьких температур, можуть отримати обмороження — хворобливу травму, яка виникає, коли в шкірі утворюються кристали льоду. Багато надзвичайно холодних районів також віддалені, і затримки в лікуванні відморожень можуть призвести до важких ран, рубців і навіть ампутації кінцівки. Тепер дослідники повідомляють в Прикладні біоматеріали ACS розробили крем, який запобігає травмам від обмороження у мишей при нанесенні на шкіру за 15 хвилин до сильного впливу холоду.
Обмороження не тільки вбиває клітини шкіри, але також може пошкодити глибокі тканини, такі як м’язи та кістки, іноді викликаючи вторинні інфекції та постійне пошкодження нервів. Звичайні методи лікування, такі як швидке зігрівання ураженої кінцівки, спрямовані на зворотне заморожування тканин, але до моменту лікування багато клітин уже загинули. Нещодавно вчені розробили стратегії запобігання обмороженню, такі як електричні обігрівачі, вшиті в одяг, або трансгенні антифризні білки, але такі підходи часто є дорогими, непрактичними або викликають проблеми з безпекою. Тому Мунія Гангулі та його колеги хотіли перевірити властивості комбінації синтетичних молекул, які зазвичай використовуються в лабораторіях для кріоконсервування клітин, для запобігання обмороженню. Диметилсульфоксид (ДМСО) запобігає утворенню кристалів льоду всередині клітин, тоді як полі(вініловий спирт) (ПВА) запобігає утворенню кристалів льоду в проміжках між клітинами, які можуть пошкодити мембрани.
Дослідники вперше перевірили здатність різних кількостей DMSO та PVA, окремо або в комбінації, запобігати загибелі культивованих клітин у посуді, яка була піддана впливу температури заморожування. Вони виявили, що 2% ДМСО в поєднанні з 1,6 мг/мл ПВС забезпечують найвищу виживаність клітин (близько 80%), захищаючи клітинну мембрану та цитоскелет. Ця комбінація, яку дослідники назвали SynAFP, також дозволила клітинам ділитися та експресувати білки більш нормально після холодового стресу. Потім команда змішала SynAFP з комерційним кремом з алое вера і нанесла його на шкіру мишей за 15 хвилин до застуди. Крем зменшив розмір рани від обмороження, пошкодження тканин і запалення, а також прискорив загоєння в порівнянні з відсутністю лікування. Крем не запобігав обмороженню при нанесенні за 30 хвилин і більше до холодного виклику; однак багаторазове застосування не пошкодило шкіру. Дослідники кажуть, що вплив крему-антифризу на людей і те, як часто його потрібно повторно застосовувати, все ще потрібно визначити.
Довідка: «Комбінація синтетичних молекул діє як антифриз для захисту шкіри від травм, викликаних холодом», Аанчал Гупта, Бетсі Решма Г., Правін Сінгх, Екта Кохлі, Шантану Сенгупта та Мунія Гангулі, 25 грудня 2021 року, Прикладні біоматеріали ACS.
DOI: 10.1021/acsabm.1c01058
Автори визнають фінансування від Організації оборонних досліджень і розробок, молодшого наукового стипендіату Департаменту біотехнології та Ради наукових і промислових досліджень (CSIR).
