Свёртыванием крови можно управлять с помощью золота и ДНК

Свёртывание крови — сложный комплекс биохимических реакций, который зависит от десятков белковых факторов, не считая клеток крови. Ранения и кровотечения запускают эту последовательность реакций, которая в итоге приводит к формированию нитей из белка фибрина. Сеть этих нитей затыкает дыру, через которую вытекает кровь.

Иногда, впрочем, процесс выходит из-под контроля, и возникает опасность, что кровяные сгустки, образовавшиеся во время сворачивания, закупорят сосуды. Тогда применяют вещества, подавляющие свёртывание (самым известным из них считается гепарин). Кроме того, эти вещества используют при хирургических операциях, когда нужно поддержать кровь в жидком состоянии.

Однако, раз применив такое вещество, невозможно произвольно отменить его эффект: остаётся только ждать, когда гепарин (или что-то иное) сам перестанет действовать. Исследователи из Массачусетского технологического института (США) разработали другой, более удобный метод контроля сворачивания крови, позволяющий как включать, так и выключать реакции этого процесса.

Несколько лет назад учёные обнаружили, что фрагменты однонитевой ДНК с определённой последовательностью нуклеотидов могут подавлять работу тромбина — фермента, который осуществляет последнюю реакцию каскада свёртывания крови, превращая растворимый фибриноген в фибрин. ДНК связывалась с тромбином и не давала ему взаимодействовать с фибриногеном. Но если к такой ДНК добавить комплементарную нить, то она снимет подавляющую ДНК с тромбина, и фермент возобновит работу.

Хелена де Пуиг и её коллеги придумали наполнять этими двумя видами ДНК золотые наночастицы, которые освобождались от своего груза под действием инфракрасного освещения. Причём разным частицам требовались разные длины световых волн. Свет возбуждал электроны в золотых частицах, которые нагревались и меняли форму с вытянутой палочковидной на более шарообразную, после чего выпускали содержащуюся в них ДНК. Сама ДНК не была жёстко привязана к золоту, так что налипания молекул белка на наночастицы и образования белково-золотых комков можно было не бояться.

В интернет-издании PLoS ONE исследователи пишут, что частицы успешно выключали и выключали реакцию свёртывания в образцах человеческой крови; теперь осталось испытать их в настоящих клинических условиях. Правда, авторы метода хотят его усовершенствовать, создав такие частицы, которые реагировали бы на постоянную лазерную волну. По их словам, постоянный лазер был бы проще и надёжнее в обращении, чем тот источник света, который нужен сейчас.

Подготовлено по материалам MIT News. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.