Zapalenie jest niezbędne do reakcji ochronnych przeciwko patogenom, a zatem jest niezbędne do przeżycia, ale utrzymujący się stan zapalny może prowadzić do chorób takich jak miażdżyca i rak. Istnieje kilka metod leczenia, ale ich działanie często nie jest zbyt ukierunkowane, wymagane są duże dawki i często występują szkodliwe skutki uboczne.
Zespół z Uniwersytet w Genewie (UNIGE) i Ludwig Maximilians Universität München (LMU) udało się opracować w pełni biodegradowalną nanocząsteczkę, dzięki której lek przeciwzapalny może być znacznie skuteczniejszy i mniej toksyczny. Nanocząstka może dostarczać lek bezpośrednio do makrofagów, zapewniając jego skuteczność.
Dzięki metodologii badań przesiewowych in vitro naukowcy biorący udział w tym badaniu wyeliminowali potrzebę przeprowadzania testów na zwierzętach. Badanie może potencjalnie doprowadzić do opracowania skutecznego i ukierunkowanego leczenia przeciwzapalnego.
Nowa cząsteczka zwana nekrosulfonamidem (NSA) hamuje uwalnianie kilku ważnych mediatorów prozapalnych. Działa zatem jako obiecujący postęp w ograniczaniu niektórych rodzaje zapalenia. Jednakże, ponieważ jest wyjątkowo hydrofobowy, słabo przemieszcza się w krwiobiegu i może atakować wiele typów komórek, wywołując potencjalnie toksyczne skutki.
Gaby Palmer, profesor na Wydziale Lekarskim i Genewskim Centrum Badań nad Stanami Zapalnymi na Wydziale Lekarskim UNIGE, powiedziała: „Dlatego ta cząsteczka nie jest jeszcze dostępna jako lek. Zastosowanie nanocząstki jako naczynia transportowego pozwoliłoby uniknąć tych niedociągnięć, dostarczając lek bezpośrednio do makrofagów, aby zwalczyć nadmierną aktywację zapalną w miejscu, w którym ona się zaczyna”.
Do głównych kryteriów stosowanych przez naukowców podczas testowania różnych porowatych nanocząstek należy zmniejszenie toksyczności i wymagań dotyczących dawkowania, a także zdolność do uwalniania leku dopiero po przedostaniu się nanocząstki do rdzenia makrofagów.
Carole Bourquin, profesor na wydziałach nauk ścisłych UNIGE, która współkierowała tą pracą w UNIGE, powiedziała: „Zastosowaliśmy technologię badań przesiewowych in vitro, którą opracowaliśmy kilka lat temu na komórkach ludzkich i mysich. Oszczędza to czas i znacznie zmniejsza potrzebę wykorzystywania modeli zwierzęcych. Zatem tylko najbardziej obiecujące cząstki zostaną przetestowane na myszach, co jest warunkiem wstępnym badań klinicznych na ludziach”.
Bart Boersma, doktorant w laboratorium Carole Bourquin i pierwszy autor tego badania, powiedział: „Przebadano trzy bardzo różne nanocząstki charakteryzujące się dużą porowatością: nanocząstkę na bazie cyklodekstryny, substancję powszechnie stosowaną w kosmetykach lub żywności przemysłowej, porowatą nanocząstkę fosforanu magnezu i wreszcie porowatą nanocząstkę krzemionki. Pierwsza metoda była mniej zadowalająca pod względem wychwytu komórek, podczas gdy druga przyniosła efekt przeciwny do zamierzonego: uruchomiła uwalnianie mediatorów prozapalnych, stymulując reakcję zapalną, zamiast ją zwalczać.
„Z kolei porowata nanocząstka krzemionki spełniała wszystkie kryteria: była w pełni biodegradowalna, miała odpowiednią wielkość do połknięcia przez makrofagii był w stanie wchłonąć lek w liczne pory, nie uwalniając go zbyt wcześnie. Efekt przeciwzapalny był niezwykły.”
Następnie naukowcy powtórzyli swoje testy, powlekając nanocząstki dodatkową warstwą lipidową, ale nie przyniosło to większych korzyści niż same nanocząsteczki krzemionki.
Karola Bourquina powiedziany, „Inne nanogąbki krzemionkowe opracowane przez zespół niemiecko-szwajcarski udowodniły już swoją skuteczność w transporcie leków przeciwnowotworowych. Zawierają zupełnie inny lek, który hamuje układ odpornościowy".
„Mezoporowata krzemionka coraz częściej okazuje się preferowaną nanocząstką w branży farmaceutycznej, ponieważ jest bardzo skuteczna, stabilna i nietoksyczna. Niemniej jednak każdy lek wymaga dostosowanego do indywidualnych potrzeb nośnika: za każdym razem należy ponownie ocenić kształt, rozmiar, skład i przeznaczenie cząstek”.
Referencje czasopisma:
- Bart Boersma, karin Moller i in. Hamowanie uwalniania IL-1β z makrofagów ukierunkowanych na porowate nanocząstki obciążone nekrosulfonamidem. Journal of Controlled Release, DOI: 10.1016/j.jconrel.2022.09.063
