Η φλεγμονή απαιτείται για τις προστατευτικές αποκρίσεις έναντι των παθογόνων και είναι επομένως απαραίτητη για την επιβίωση, αλλά η παρατεταμένη φλεγμονή μπορεί να οδηγήσει σε ασθένειες όπως η αθηροσκλήρωση και ο καρκίνος. Υπάρχουν πολλές θεραπείες, αλλά η δράση τους συχνά δεν είναι πολύ στοχευμένη, απαιτούνται υψηλές δόσεις και είναι συχνές οι επιβλαβείς παρενέργειες.
Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE) και το Ludwig Maximilians Universität München (LMU) κατάφερε να αναπτύξει ένα πλήρως βιοαποικοδομήσιμο νανοσωματίδιο που μπορεί να κάνει ένα αντιφλεγμονώδες φάρμακο πολύ πιο αποτελεσματικό και λιγότερο τοξικό. Το νανοσωματίδιο μπορεί να μεταφέρει το φάρμακο απευθείας στα μακροφάγα, διασφαλίζοντας την αποτελεσματικότητά του.
Χάρη σε μια in vitro μεθοδολογία προσυμπτωματικού ελέγχου, οι επιστήμονες σε αυτή τη μελέτη εξάλειψαν την ανάγκη για δοκιμές σε ζώα. Η μελέτη θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε μια ισχυρή και στοχευμένη αντιφλεγμονώδη θεραπεία.
Το νέο μόριο που ονομάζεται Necrosulfonamide (NSA) αναστέλλει την απελευθέρωση αρκετών σημαντικών προφλεγμονωδών μεσολαβητών. Ως εκ τούτου, λειτουργεί ως μια πολλά υποσχόμενη πρόοδος για τη μείωση ορισμένων είδη φλεγμονής. Ωστόσο, επειδή είναι εξαιρετικά υδρόφοβο, ταξιδεύει ελάχιστα στην κυκλοφορία του αίματος και θα μπορούσε να στοχεύσει πολλούς τύπους κυττάρων, προκαλώντας δυνητικά τοξικές επιδράσεις.
Η Γκάμπι Πάλμερ, καθηγήτρια στο Τμήμα Ιατρικής και στο Κέντρο Έρευνας για τη Φλεγμονή της Γενεύης στην Ιατρική Σχολή UNIGE, είπε: «Αυτός είναι ο λόγος που αυτό το μόριο δεν είναι ακόμη διαθέσιμο ως φάρμακο. Η χρήση ενός νανοσωματιδίου ως δοχείου μεταφοράς θα παρακάμπτει αυτές τις ελλείψεις με την παροχή του φαρμάκου απευθείας στα μακροφάγα για την καταπολέμηση της φλεγμονώδους υπερενεργοποίησης στο σημείο από όπου ξεκινά».
Τα κύρια κριτήρια που χρησιμοποιήθηκαν από τους επιστήμονες κατά τη δοκιμή διαφόρων πορωδών νανοσωματιδίων περιλαμβάνουν μείωση της τοξικότητας και των απαιτήσεων δοσολογίας, καθώς και την ικανότητα απελευθέρωσης του φαρμάκου μόνο μετά την είσοδο του νανοσωματιδίου στον πυρήνα των μακροφάγων.
Η Carole Bourquin, καθηγήτρια στις Σχολές Επιστημών της UNIGE, η οποία συνδιεύθυνε αυτό το έργο στο UNIGE, είπε: «Χρησιμοποιήσαμε μια τεχνολογία ανίχνευσης in vitro που αναπτύξαμε πριν από μερικά χρόνια σε κύτταρα ανθρώπου και ποντικού. Αυτό εξοικονομεί χρόνο και μειώνει σημαντικά την ανάγκη χρήσης ζωικών μοντέλων. Έτσι, μόνο τα πιο πολλά υποσχόμενα σωματίδια θα δοκιμαστούν σε ποντίκια, κάτι που αποτελεί προϋπόθεση για κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους».
Ο Bart Boersma, διδακτορικός φοιτητής στο εργαστήριο της Carole Bourquin και πρώτος συγγραφέας αυτής της μελέτης, είπε: «Εξετάστηκαν τρία πολύ διαφορετικά νανοσωματίδια με υψηλό πορώδες: ένα νανοσωματίδιο με βάση την κυκλοδεξτρίνη, μια ουσία που χρησιμοποιείται συνήθως σε καλλυντικά ή βιομηχανικά τρόφιμα, ένα πορώδες νανοσωματίδιο φωσφορικού μαγνησίου και τέλος ένα πορώδες νανοσωματίδιο πυριτίου. Το πρώτο ήταν λιγότερο ικανοποιητικό στη συμπεριφορά πρόσληψης κυττάρων, ενώ το δεύτερο αποδείχτηκε αντιπαραγωγικό: προκάλεσε την απελευθέρωση προφλεγμονωδών μεσολαβητών, διεγείροντας τη φλεγμονώδη αντίδραση αντί να την καταπολεμήσει».
«Το πορώδες νανοσωματίδιο πυριτίου, από την άλλη πλευρά, πληρούσε όλα τα κριτήρια: ήταν πλήρως βιοαποικοδομήσιμο, του σωστού μεγέθους που πρέπει να καταποθεί μακροφάγακαι μπόρεσε να απορροφήσει το φάρμακο στους πολυάριθμους πόρους του χωρίς να το απελευθερώσει πολύ νωρίς. Το αντιφλεγμονώδες αποτέλεσμα ήταν αξιοσημείωτο».
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες επανέλαβαν τις δοκιμές τους επικαλύπτοντας τα νανοσωματίδια με ένα επιπλέον στρώμα λιπιδίων, αλλά χωρίς μεγαλύτερο όφελος από τα νανοσωματίδια πυριτίου μόνο.
Carole Bourquin είπε, «Άλλα νανοσπόγγοι πυριτίου που αναπτύχθηκαν από τη γερμανο-ελβετική ομάδα είχαν ήδη αποδείξει την αποτελεσματικότητά τους στη μεταφορά αντικαρκινικών φαρμάκων. Μεταφέρουν ένα πολύ διαφορετικό φάρμακο που αναστέλλει το ανοσοποιητικό σύστημα. "
«Το μεσοπορώδες πυρίτιο αποκαλύπτεται όλο και περισσότερο ως νανοσωματίδιο επιλογής στον φαρμακευτικό τομέα, καθώς είναι πολύ αποτελεσματικό, σταθερό και μη τοξικό. Ωστόσο, κάθε φάρμακο απαιτεί έναν εξατομικευμένο φορέα: το σχήμα, το μέγεθος, η σύνθεση και ο προορισμός των σωματιδίων πρέπει να επαναξιολογούνται κάθε φορά».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Bart Boersma, Karin Moller, et al. Αναστολή της απελευθέρωσης IL-1β από μακροφάγα που στοχεύουν με πορώδη νανοσωματίδια φορτωμένα με νεκροσουλφοναμίδιο. Εφημερίδα της ελεγχόμενης απελευθέρωσηςΕ DOI: 10.1016/j.jconrel.2022.09.063
