Betennelse er nødvendig for beskyttende reaksjoner mot patogener og er dermed avgjørende for overlevelse, men vedvarende betennelse kan føre til sykdommer som åreforkalkning og kreft. Det finnes flere behandlinger, men deres virkning er ofte lite målrettet, høye doser kreves, og skadelige bivirkninger er hyppige.
Et team fra Universitetet i Genève (UNIGE) og Ludwig Maximilians Universität München (LMU) har lykkes med å utvikle en fullstendig biologisk nedbrytbar nanopartikkel som kan gjøre et antiinflammatorisk medikament mye mer effektivt og mindre giftig. Nanopartikkelen kan levere stoffet direkte inn i makrofager, noe som sikrer effektiviteten.
Takket være en in vitro-screeningsmetodikk eliminerte forskerne i denne studien behovet for dyreforsøk. Studien kan potensielt føre til en potent og målrettet antiinflammatorisk behandling.
Det nye molekylet kalt Necrosulfonamide (NSA) hemmer frigjøringen av flere viktige pro-inflammatoriske mediatorer. Det fungerer derfor som et lovende fremskritt for å redusere visse typer betennelse. Men fordi den er ekstremt hydrofob, beveger den seg dårlig i blodet og kan målrette mot mange celletyper, og utløse potensielt toksiske effekter.
Gaby Palmer, professor ved Institutt for medisin og Genèvesenteret for betennelsesforskning ved UNIGE-fakultetet for medisin, sa: "Dette er grunnen til at dette molekylet ennå ikke er tilgjengelig som et medikament. Å bruke en nanopartikkel som et transportkar ville omgå disse manglene ved å levere stoffet direkte inn i makrofager for å bekjempe inflammatorisk overaktivering på stedet der det begynner.
De primære kriteriene som ble brukt av forskerne mens de testet ulike porøse nanopartikler inkluderer en reduksjon i toksisitet og doseringskrav, samt kapasiteten til å frigjøre medisinen først etter at nanopartikkelen hadde kommet inn i makrofagenes kjerne.
Carole Bourquin, professor ved UNIGEs naturvitenskapelige fakulteter, som ledet dette arbeidet ved UNIGE, sa: «Vi brukte en in vitro-screeningsteknologi som vi utviklet for noen år siden på menneske- og museceller. Dette sparer tid og reduserer behovet for å bruke dyremodeller betraktelig. Dermed vil bare de mest lovende partiklene bli testet på mus, noe som er en forutsetning for kliniske studier på mennesker.»
Bart Boersma, en doktorgradsstudent ved Carole Bourquins laboratorium og førsteforfatter av denne studien, sa: "Tre svært forskjellige nanopartikler med høy porøsitet ble undersøkt: en cyklodekstrinbasert nanopartikkel, et stoff som vanligvis brukes i kosmetikk eller industriell mat, en porøs magnesiumfosfatnanopartikkel og til slutt en porøs silikananopartikkel. Den første var mindre tilfredsstillende i celleopptaksadferd, mens den andre viste seg å virke mot sin hensikt: den utløste frigjøring av pro-inflammatoriske mediatorer, og stimulerte den inflammatoriske reaksjonen i stedet for å bekjempe den."
"Den porøse silika nanopartikkelen, derimot, oppfylte alle kriteriene: den var fullstendig biologisk nedbrytbar, av riktig størrelse til å bli svelget av makrofager, og var i stand til å absorbere stoffet i de mange porene uten å frigjøre det for tidlig. Den antiinflammatoriske effekten var bemerkelsesverdig."
Forskere replikerte deretter testene sine ved å belegge nanopartikler med et ekstra lipidlag, men uten større fordel enn silika-nanopartikler alene.
Carole Bourquin sa, "Andre silika nanosvamper utviklet av det tysk-sveitsiske teamet hadde allerede bevist sin effektivitet i transport av antitumormedisiner. De bærer et helt annet medikament som hemmer immunsystem».
"Mesoporøs silika avslører seg i økende grad som en nanopartikkel av valget innen det farmasøytiske feltet, siden det er veldig effektivt, stabilt og ikke-giftig. Ikke desto mindre krever hvert medikament en skreddersydd bærer: formen, størrelsen, sammensetningen og destinasjonen til partiklene må revurderes hver gang."
Tidsreferanse:
- Bart Boersma, karin Møller, et al. Hemming av IL-1β-frigjøring fra makrofager målrettet med nekrosulfonamidbelastede porøse nanopartikler. Journal of Controlled Release. GJØR JEG: 10.1016/j.jconrel.2022.09.063
