Inflammation er påkrævet for beskyttende reaktioner mod patogener og er således afgørende for overlevelse, men vedvarende inflammation kan føre til sygdomme som åreforkalkning og kræft. Der er flere behandlinger, men deres virkning er ofte ikke særlig målrettet, høje doser er påkrævet, og skadelige bivirkninger er hyppige.
Et hold fra University of Geneva (UNIGE) og Ludwig Maximilians Universität München (LMU) er lykkedes med at udvikle en fuldt bionedbrydelig nanopartikel, der kan gøre et antiinflammatorisk lægemiddel meget mere effektivt og mindre giftigt. Nanopartiklerne kan levere lægemidlet direkte til makrofager, hvilket sikrer dets effektivitet.
Takket være en in vitro-screeningsmetodologi eliminerede videnskabsmænd i denne undersøgelse behovet for dyreforsøg. Undersøgelsen kan potentielt føre til en potent og målrettet antiinflammatorisk behandling.
Det nye molekyle kaldet Necrosulfonamid (NSA) hæmmer frigivelsen af flere vigtige pro-inflammatoriske mediatorer. Det fungerer derfor som et lovende fremskridt for at reducere visse typer af betændelse. Men da den er ekstremt hydrofob, bevæger den sig dårligt i blodbanen og kan målrette mod mange celletyper, hvilket udløser potentielt toksiske virkninger.
Gaby Palmer, professor ved Institut for Medicin og Geneve Center for Inflammation Research ved UNIGE Fakultet for Medicin, sagde: "Det er grunden til, at dette molekyle endnu ikke er tilgængeligt som et lægemiddel. Brug af en nanopartikel som et transportbeholder ville omgå disse mangler ved at levere lægemidlet direkte til makrofager for at bekæmpe inflammatorisk overaktivering på det sted, hvor det begynder."
De primære kriterier, som forskerne brugte under afprøvning af forskellige porøse nanopartikler, omfatter et fald i toksicitet og dosiskrav, såvel som evnen til først at frigive medicinen, efter at nanopartiklerne er kommet ind i makrofagernes kerne.
Carole Bourquin, en professor ved UNIGEs naturvidenskabelige fakulteter, som medstyrede dette arbejde på UNIGE, sagde: ”Vi brugte en in vitro-screeningsteknologi, som vi udviklede for et par år siden på menneske- og museceller. Dette sparer tid og reducerer i høj grad behovet for at bruge dyremodeller. Således vil kun de mest lovende partikler blive testet på mus, hvilket er en forudsætning for kliniske forsøg på mennesker.”
Bart Boersma, en ph.d.-studerende i Carole Bourquins laboratorium og førsteforfatter til denne undersøgelse, sagde: "Tre meget forskellige nanopartikler med høj porøsitet blev undersøgt: en cyclodextrin-baseret nanopartikel, et stof, der almindeligvis bruges i kosmetik eller industrielle fødevarer, en porøs magnesiumphosphat-nanopartikel og endelig en porøs silicananopartikel. Den første var mindre tilfredsstillende i celleoptagelsesadfærd, mens den anden viste sig kontraproduktiv: den udløste frigivelsen af pro-inflammatoriske mediatorer, stimulerede den inflammatoriske reaktion i stedet for at bekæmpe den."
"Den porøse silicananopartikel opfyldte på den anden side alle kriterierne: den var fuldstændig biologisk nedbrydelig, af den rigtige størrelse til at blive sluget af makrofager, og var i stand til at absorbere stoffet i dets talrige porer uden at frigive det for tidligt. Den antiinflammatoriske effekt var bemærkelsesværdig."
Forskere replikerede derefter deres tests ved at belægge nanopartiklerne med et ekstra lipidlag, men med ingen større fordel end silicananopartikler alene.
Carole Bourquin sagde, "Andre silica nanosvampe udviklet af det tysk-schweiziske team havde allerede bevist deres effektivitet til at transportere antitumorlægemidler. De bærer et meget anderledes lægemiddel, der hæmmer immunsystem".
"Mesoporøs silica afslører i stigende grad sig selv som en nanopartikel af valg inden for det farmaceutiske område, da det er meget effektivt, stabilt og ikke-giftigt. Ikke desto mindre kræver hvert lægemiddel en skræddersyet bærer: formen, størrelsen, sammensætningen og destinationen af partiklerne skal revurderes hver gang."
Journal Reference:
- Bart Boersma, karin Møller, et al. Hæmning af IL-1β-frigivelse fra makrofager målrettet med nekrosulfonamid-ladede porøse nanopartikler. Journal of Controlled Release. DOI: 10.1016/j.jconrel.2022.09.063
