Начало / Наука / Научни постижения 2008-2013 / Възстановяване на активността на инхибирани от албумин екзогенни сърфактантни препарати с хидрофилни полимери

   

 

Име на постижението: Възстановяване на активността на инхибирани от албумин екзогенни сърфактантни препарати с хидрофилни полимери

Автор: Чл.-кор. на БАН проф. дбн Здравко Лалчев, Катедра по биохимия

Научна област на разработката: Биофизика

Z.Lalchev
 

Проф. Здравко Лалчев, дбн, чл.-кор. на БАН, е професор в Катедрата по биохимия на Биологическия факултет.

Завършва Химическия факултет на СУ през 1972. Дисертация за степента „доктор“ (1984). Доцент (1988). Дисертация за степента „доктор на науките“ (2004). Професор по биофизика (2005). Член-кореспондент на БАН (2012).

Специализации и гост-професор в Техническия университет на Копенхаген, Токайския университет, Университета на Ню Джърси, Института за изследване на храните – Норич, Университета на Източна Англия и др.

Основател и ръководител на лаборатория „Моделни мембрани“ в БФ от 1988 г. Носител на I награда на СУБ за 2011 г. за високи научни постижения и на Голямата награда на СУ за 2012 г. за научноизследователска дейност.

Проф. дбн Здравко Лалчев

Научен колектив: проф. Здравко Лалчев, дбн, чл.-кор. на БАН, проф. Християн Василиев дхн, доц. д-р Георги Георгиев, доц. д-р Албена Йорданова, докторанти от Медицинския факултет на СУ и др.

 

При остър респираторен дистрес синдром (РДС) концентрацията на албумин в алвеоларната течност достига 25–100 mg ml−1. Терапията на РДС включва използването на животоспасяващи екзогенни сърфактантни препарати (ЕСП), ефектът от които in vivo се инхибира от албумин. Целта на този проект е да се изследва in vitro ефектът на хидрофилни полимери върху свойствата на инхибирани от албумин ЕСП чрез две комплементарни системи, които моделират граничната повърхност въздух/течност в алвеолите: Лангмюирови монослоеве и пенни филми.

Два търговски препарата (Curosurf и Survanta) за лечение на РДС и четири хидрофилни полимера (PEG, декстран, PVP и хиалуронова киселина – HA) са систематично изследвани в присъствие и отсъствие на албумин. Последователни цикли на компресия–декомпресия на монослоевете показват минимално повърхностно напрежение ≤10 mN m−1 за Survanta в присъствие на PEG, PVP и HA и за Curosurf в присъствие на декстран, PVP и HA (фиг. 1).

fig1-Lalchev

Фиг. 1. Стойности на минимално повърхностно напрежение за 10 последователни цикъла на компресия–декомпресия на монослоеве от Survanta; Survanta/BSA и ЕСП/ Survanta/полимер. Експериментите са извършени при прагова сърфактантна концентрация за формирането на черни пенни филми; електролит 0,15 M NaCl + 2,5 mM CaCl2, pH 6,8–7, 0,25 оC. Концентрациите на полимерите са както клинично използваните известни от литературата. Инхибираният Survanta се възстановява от PEG и PVP (но не и от декстран), докато Curosurf – от декстран и PVP (но не и от PEG)

 

Експериментите с пенни филми показват способността на полимерите да намаляват ефекта на инхибиране на Curosurf и Survanta чрез възстановяване на формирането на стабилни и хомогенни черни филми – за Survanta в присъствие на PEG и PVP и за Curosurf в присъствие на декстран и PVP (фиг. 2, 3).

fig2-Lalchev

Фиг. 2. Инхибиране на Survanta от BSA в пенни филми и влияние на хидрофилни полимери, върху възстановяването на препарата от тройната смес Survanta/ BSA/полимер. PEG и PVP са ефективни (но не и декстран)

fig3-Lalchev

Фиг. 3. Инхибиране на Curosurf от BSA в пенни филми и влияние на хидрофилни полимери върху възстановяването на препарата от тройната смес Curosurf/ BSA/полимер. Декстран и PVP са ефективни (но не и PEG)

 

Кинетичните данни от спонтанното изтичане на дебели филми (>500nm) са интерпретирани за определяне на разклинящото налягане в тях. Наблюдавана е интересна промяна в присъствие на полимерите от отблъскване до привличане на двата монослоя на филма при дебелини около 100 nm (фиг. 4).

fig4-Lalchev

Фиг. 4. Разклинящо налягане в пенни филми от Curosurf и Curosurf/BSA/полимер, определено от данни за изтъняване на филмите по динамичния метод на Шелудко и Ексерова. Теоретичните зависимости на Пvdw (привличане) от дебелината на филмите са изчислени с различни стойности на константата на Hamaker. Експериментално определеното допълнително привличане при дебелини h≤100 nm може да се отдаде на възникване на осмотично налягане на „засмукване“ в присъствие на полимерите

 

Получените оригинални резултати са обяснени с възникване на допълнителни сили на привличане в присъствие на полимери (количествено оценени от нас) между монослоевете на филма, които преодоляват стеричното им отблъскване.

Основното заключение от това изследване е, че инактивацията на ЕСП се предотвратява в присъствие на специфични хидрофилни полимери, което може да се приложи за подобряване на качествата на животоспасяващите ЕСП за клиничната практика.

Изследванията са подкрепени чрез проект N DO02-107/2008 на МОМН.