Enzymmimetische Mikrogelbeschichtung zur Hemmung der Thrombozytenaktivierung durch endogenes Stickstoffmonoxid

24.09.2021
  Mikrogelbeschichtete Membran © Elsevier Inc. Enzymmimetische Mikrogelbeschichtung zur Hemmung der Thrombozytenaktivierung

Hosseinnejad A., Fischer T., Jain P., Bleilevens C., Jakob F., Schwaneberg U., Rossaint R., Singh S., Journal of Colloid and Interface Science, doi.org/10.1016/j.jcis.2021.05.143

Eine Anti-Fouling-Mikrogelbeschichtung, die Glutathionperoxidase nachahmt, hemmt die Thrombozytenaktivierung und verlängert die Blutgerinnungszeit.

Stickstoffmonoxid (NO), das von einem gesunden Endothel kontinuierlich gebildet wird, verhindert die Aktivierung von Blutplättchen und erhält die vaskuläre Homöostase aufrecht. Wenn jedoch künstliche Oberflächen mit Blut in Berührung kommen, kommt es zur Proteinadsorption und Thrombozytenaktivierung, was schließlich zur Thrombusbildung führt. Um dieses Problem zu lösen, stellen wir eine Anti-Fouling-Mikrogelbeschichtung vor, die die Funktion des Enzyms Glutathionperoxidase nachahmt, das im Blutplasma endogen NO aus endogenen NO-Donatoren erzeugt und einen physiologischen NO-Fluss aufrechterhält. Die Mikrogele werden durch Copolymerisation von hochhydrophilem N-(2-Hydroxypropyl)methacrylamid (HPMA) und Glycidylmethacrylat (GMA) mit Diselenid-Vernetzungen synthetisiert. Biotechnisch hergestellte amphiphile Ankerpeptide mit freien Thiolen werden zur Immobilisierung der Mikrogele auf hydrophoben Poly(4-methylpenten) (TPX)-Membranen verwendet. Die hydrophile Beschaffenheit der Mikrogelbeschichtung verhindert die Proteinadsorption, während die reversiblen Diselenidbrücken die Mikrogele auf die reduzierende Umgebung reagieren lassen und zur Bildung reaktiver Selenole/Selenolate führen. Dies ermöglicht eine effiziente und anhaltende NO-Freisetzung aus endogenen S-Nitrosothiolen (RSNO) und ahmt die enzymatische Funktion der Glutathionperoxidase nach. Bei Kontakt mit Vollblut hemmte die Mikrogel-Beschichtung die Thrombozytenaktivierung und verlängerte die Blutgerinnungszeit.

Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über das Schwerpunktprogramm ''Towards an Implantable Lung'' (Projektnummer: 347367912 und RO 2000/25-1) unterstützt.

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Hosseinnejad A., Fischer T., Jain P., Bleilevens C., Jakob F., Schwaneberg U., Rossaint R., Singh S., Journal of Colloid and Interface Science, doi.org/10.1016/j.jcis.2021.05.143