Новая технология обещает улучшить лечение воспалительных заболеваний

Новая технология обещает улучшить лечение воспалительных заболеваний
                На этой иллюстрации показано, как наночастицы исследователей (NP DOX-Hyd-BSA) избирательно убивают воспалительные нейтрофилы, предотвращая их проникновение в здоровые ткани. Наночастицы несут молекулы доксициклина (DOX), которые содержатся внутри клеток альбумина (BSA) с использованием чувствительной к кислоте (гид) связи, которая выделяется один раз внутри нейтрофилов. Предоставлено: Чжан и др., Университет штата Вашингтон.

Исследование, проведенное учеными из Университета штата Вашингтон, выявило потенциально новый подход к лечению заболеваний, связанных с воспалением, включая сепсис, инсульт, ревматоидный артрит, острое повреждение легких и атеросклероз.
                                                                                       

Опубликованный в журнале открытого доступа Science Advances, их статья описывает новую запатентованную технологию, которая использует наноразмерные частицы для транспортировки лекарств, убивающих клетки, непосредственно в активированные нейтрофилы, клетки, которые управляют преувеличенный иммунный ответ, связанный с воспалительными заболеваниями. Они также продемонстрировали возможность применения технологии для избирательного уничтожения активированных нейтрофилов без ущерба для других типов клеток или нарушения иммунной системы.

«Ученые начали понимать, что нейтрофилы, которых всегда считали» хорошими парнями «за ту ключевую роль, которую они играют в нашей иммунной системе», на самом деле также вносят вклад в патологию всех видов болезней «, — сказал старший в исследовании. автор Чжэньцзя Ванг, доцент колледжа фармации и фармацевтики WSU.

Вы можете думать о них как о полезных клетках, которые стали жуликами. Нейтрофилы, которые составляют до 70 процентов лейкоцитов в организме, являются первой линией защиты иммунной системы. Произведенные в костном мозге, они тихо патрулируют кровоток в поисках вирусов, бактерий и других патогенных микроорганизмов для отражения. Обычно они циркулируют в крови в течение 8–20 часов, после чего возвращаются в костный мозг, чтобы умереть как часть естественного процесса, известного как апоптоз или запрограммированная гибель клеток, который помогает поддерживать иммунную систему в равновесии.

Однако воспаление, вызванное патогенными микроорганизмами или поврежденной тканью, может активировать нейтрофилы и поддерживать их жизнь дольше, чем обычно. Это увеличивает количество нейтрофилов в крови и позволяет им проникать и накапливаться в здоровых тканях, что приводит к повреждению, которое может нанести вред органам и привести к смерти.

«Нейтрофилы не знают, кто враги», — сказал Ван. «Они просто атакуют, выпуская все виды вредных белков в кровоток. Они убивают бактерии, но они также убивают здоровые ткани в организме».

Новая технология обещает улучшить лечение воспалительных заболеваний
                Старший автор Zhenjia Wang работает с трубкой из наночастиц, предназначенной для избирательного уничтожения воспалительных нейтрофилов, которые способствуют сепсису и повреждению головного мозга после инсульта. Предоставлено: Кори Коган, Университет штата Вашингтон, Медицинские науки, Спокан.

Дизайн наночастиц направлен на воспалительные нейтрофилы

Ван сказал, что ранее изученные подходы для нацеливания на эти активированные или воспалительные нейтрофилы имели существенный недостаток: они убивали не только вредные воспалительные нейтрофилы, но и полезные покоящиеся нейтрофилы в костном мозге. Это подрывает иммунную систему и увеличивает вероятность вторичных инфекций, угрожающих жизни.

Чтобы решить эту проблему, Ван и его исследовательская группа создали наночастицы, которые способны переносить молекулы доксорубицина — широко используемого химиотерапевтического препарата — в воспалительные нейтрофилы и высвобождать свою лекарственную нагрузку, оказавшись внутри.

Они создали эти наночастицы из альбумина, белка, который естественным образом встречается в кровотоке. Эта технология основана на их открытии, что Fc-гамма-рецепторы — особый тип рецепторных клеток, которые находятся на поверхности всех нейтрофилов — активируются в воспалительных нейтрофилах, но не в покоящихся нейтрофилах. Таким образом, наночастицы будут только связываться с воспалительными нейтрофилами и убивать их, оставляя нейтрофилы в покое без повреждений.

Чтобы гарантировать, что лекарство не высвобождается до того, как оно достигнет воспалительных нейтрофилов, исследователи разработали связь между наночастицей и молекулами лекарства, чтобы она была чувствительной к кислоте. Кровь слабощелочная, поэтому этот дизайн позволяет наночастицам проходить через кровоток в неизменном виде. Как только наночастицы достигают кислой внутренней части нейтрофилов, связь между наночастицей и молекулой лекарственного средства разрывается, и лекарственное средство высвобождается.

Результаты подтверждают целесообразность

Чтобы проверить осуществимость своей технологии, команда Вана провела исследования, в которых использовались модели грызунов с двумя воспалительными состояниями: сепсис — опасное для жизни состояние, вызванное распространенным воспалением в организме и причина более трети всех случаев смерти в больнице. — ишемический инсульт, который вызван сгустком крови, который препятствует потоку крови и кислорода в мозг и вызывает вредную воспалительную реакцию при восстановлении кровотока. Результаты их исследования показывают, что наночастицы могут быть успешно использованы для увеличения выживаемости при сепсисе и минимизации неврологического повреждения от инсульта.

«Наш эксперимент показал, что наши наночастицы доксорубицина и альбумина могут сократить продолжительность жизни вредных нейтрофилов в кровотоке», — сказал Ван. «Что еще более важно, мы также обнаружили, что наши наночастицы не ингибируют функцию нейтрофилов в костном мозге».

Spread the love