В открытии, которое может сорвать популярную франшизу фильма «Похмелье», команда исследователей, возглавляемая инженерами UCLA, определила метод ускорения реакции организма на потребление алкоголя.
В статье, опубликованной в Интернете 17 февраля в рецензируемом журнале Nature Nanotechnology, Юньфэн Лу, профессор химической и биомолекулярной инженерии в UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science, и его коллеги описывают успешное размещение двух комплементарных ферментов в крошечной капсулы для ускорения удаления алкоголя из организма. Комбинация ферментов в капсуле по существу обрабатывает алкоголь так, как это делает печень.
Лу, главный исследователь, сказал, что комбинация ферментов может быть воспринята как таблетка, химически изменяющая алкоголь в пищеварительной системе, даже когда печень выполняет свою работу.
«Таблетка действует очень похоже на то, как твоя печень, – сказал Лу. «С дальнейшими исследованиями это открытие может быть использовано в качестве профилактической меры или противоядия для алкогольной интоксикации».
Естественно происходящие ферменты внутри клеток часто работают в тандеме, чтобы трансформировать молекулы или исключать токсины. Группа Лу собрала несколько ферментов, чтобы имитировать естественный процесс. Например, фермент, известный как алкогольная оксидаза, может способствовать окислению спирта, но также продуцирует перекись водорода, которая является токсичной. Другой тип фермента, каталаза, вызывает разложение перекиси водорода в воду и кислород. Размещение двух ферментов рядом друг с другом может эффективно удалить алкоголь.
Исследователи поместили два фермента в полимерную капсулу размером всего в десятки нанометров в диаметре. Стена полимерной капсулы имеет толщину всего лишь один нанометр – примерно в 100 000 раз тоньше, чем прядь человеческого волоса. Капсула защищает ферменты и позволяет им свободно вводить молекулу спирта. Таким образом, нанокапсула имитирует органелл, структуру, обнаруженную в клетках, которая стимулирует химические реакции.
Исследователи использовали модель мыши для проверки того, насколько хорошо ферментная упаковка работала как противоядие после употребления алкоголя. Они обнаружили, что уровни алкоголя в крови у мышей, которые получили пакет ферментов, упали быстрее, чем у мышей, которые этого не сделали. Уровни алкоголя в крови группы антидотов были на 15,8% ниже контрольной группы через 45 минут, на 26,1% ниже через 90 минут и на 34,7% ниже через три часа.
В исследовании того, насколько хорошо система доставки ферментов работала в качестве профилактического средства при употреблении в то же время, что и алкоголь, исследователи обнаружили, что уровни алкоголя в крови у мышей, которые получали ферменты, были на 10,1% ниже, чем у мышей контрольной группы через 45 минут , На 31,8% ниже через 90 минут и на 36,8% ниже через три часа.
«Учитывая обширную библиотеку ферментов, которые в настоящее время или потенциально доступны, – пишут авторы, – могут быть созданы новые классы нанокомплексов ферментов для широкого спектра применений».
Ведущими авторами исследования были Ян Лю и Хуанджуань Ду из отдела химической и биомолекулярной инженерии UCLA Engineering.
