Τα βιοδιασπώμενα μεταφερόμενα νανοσωματίδια μπορούν να κάνουν το αντιφλεγμονώδες φάρμακο πιο αποτελεσματικό και λιγότερο τοξικό

Μια ομάδα από την UNIGE και την LMU ανέπτυξε ένα νανοσωματίδιο παροχής για να φτιάξει ένα πολύ πιο αποτελεσματικό και λιγότερο τοξικό αντιφλεγμονώδες φάρμακο.

Πώς μπορεί το φάρμακο να παραδοθεί ακριβώς εκεί που χρειάζεται, περιορίζοντας ταυτόχρονα τον κίνδυνο παρενεργειών; Η χρήση νανοσωματιδίων για την ενθυλάκωση ενός φαρμάκου για την προστασία του και του σώματος μέχρι να φτάσει στο σημείο δράσης του μελετάται όλο και περισσότερο. Ωστόσο, αυτό απαιτεί τον εντοπισμό του κατάλληλου νανοσωματιδίου για κάθε φάρμακο σύμφωνα με μια σειρά από ακριβείς παραμέτρους. Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE) και το Ludwig Maximilians Universität München (LMU) πέτυχε την παραγωγή ενός πλήρως βιοαποικοδομήσιμου νανοσωματιδίου που είναι σε θέση να παρέχει ένα νέο αντιφλεγμονώδες φάρμακο απευθείας στα μακροφάγα – τα κύτταρα όπου συμβαίνουν ανεξέλεγκτες φλεγμονώδεις αντιδράσεις. Η αποτελεσματικότητά του Επιπλέον, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια μέθοδο ελέγχου in vitro, περιορίζοντας έτσι την ανάγκη για δοκιμές σε ζώα. Αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο περιοδικό Εφημερίδα ελεγχόμενης δημοσίευσηςανοίγει το δρόμο για μια πολύ ισχυρή και στοχευμένη αντιφλεγμονώδη θεραπεία.

Η φλεγμονή είναι μια ουσιαστική φυσιολογική απόκριση του οργανισμού για την άμυνα του έναντι παθογόνων όπως τα βακτήρια. Ωστόσο, μπορεί να γίνει προβληματική όταν γίνει χρόνια πάθηση, όπως με καρκίνους, αυτοάνοσα νοσήματα ή ορισμένες ιογενείς λοιμώξεις. Υπάρχουν ήδη πολλές θεραπείες, αλλά η δράση τους συχνά δεν είναι πολύ στοχευμένη, απαιτούνται υψηλές δόσεις και οι επιβλαβείς παρενέργειες είναι συχνές. Τα μακροφάγα, μεγάλα ανοσοκύτταρα των οποίων η φυσική λειτουργία είναι να καταβροχθίζουν παθογόνα και να διεγείρουν τη φλεγμονή για να τα καταστρέψουν, συχνά εμπλέκονται σε φλεγμονώδεις ασθένειες. Όταν είναι υπερδραστήρια, δημιουργούν μια υπερβολική φλεγμονώδη απόκριση που στρέφεται ενάντια στο σώμα αντί να το προστατεύει.

Το νεκροσουλφοναμίδιο (NSA) είναι ένα νέο μόριο που αναστέλλει την απελευθέρωση πολλών σημαντικών προφλεγμονωδών μεσολαβητών, επομένως είναι μια πολλά υποσχόμενη εξέλιξη για τη μείωση ορισμένων τύπων φλεγμονής. Ωστόσο, επειδή είναι εξαιρετικά υδρόφοβος στη φύση του, ταξιδεύει ελάχιστα στην κυκλοφορία του αίματος και μπορεί να στοχεύσει πολλούς τύπους κυττάρων και να προκαλέσει δυνητικά τοξικές επιδράσεις.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτό το μόριο δεν είναι ακόμη διαθέσιμο ως φάρμακο. «Η χρήση ενός νανοσωματιδίου ως δοχείου παράδοσης παρακάμπτει αυτές τις ελλείψεις παρέχοντας απευθείας το φάρμακο σε μακροφάγα για την καταπολέμηση της φλεγμονώδους υπερενεργοποίησης από εκεί που ξεκινά».

Gabi Palmer, Καθηγήτρια, Τμήμα Ιατρικής και Κέντρο Έρευνας για τη Φλεγμονή της Γενεύης, Ιατρική Σχολή UNIGE

Τρία νανοσωματίδια κάτω από το μικροσκόπιο

Οι επιστήμονες εξέτασαν διάφορα πορώδη νανοσωματίδια, τα κύρια κριτήρια των οποίων ήταν η μείωση της τοξικότητας και η απαιτούμενη δόση, καθώς και η δυνατότητα απελευθέρωσης του φαρμάκου μόνο όταν το νανοσωματίδιο φτάσει στο εσωτερικό των μακροφάγων. Χρησιμοποιήσαμε μια τεχνολογία ανίχνευσης in vitro που αναπτύξαμε πριν από αρκετά χρόνια σε κύτταρα ανθρώπου και ποντικού. Αυτό εξοικονομεί χρόνο και μειώνει σημαντικά την ανάγκη χρήσης ζωικών μοντέλων, εξηγεί η Carol Bourquein, καθηγήτρια στις σχολές UNIGE (Institute of Pharmaceutical Sciences of Western Switzerland) και Ιατρικής (Department of Anesthesiology, Pharmacology, Critical Care and Emergency). Center for Translational Research in Oncohematology, Geneva Center for Inflammation Research), ο οποίος διηύθυνε αυτή την εργασία στο UNIGE. Επομένως, μόνο τα πιο πολλά υποσχόμενα σωματίδια δοκιμάζονται σε ποντίκια, κάτι που αποτελεί προϋπόθεση για κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους».

Ερευνήθηκαν τρία πολύ διαφορετικά νανοσωματίδια με υψηλό πορώδες: ένα νανοσωματίδιο με βάση την κυκλοδεξτρίνη, ένα υλικό που χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία καλλυντικών ή τροφίμων, ένα πορώδες νανοσωματίδιο φωσφορικού μαγνησίου και τέλος ένα πορώδες νανοσωματίδιο πυριτίου. «Το πρώτο ήταν λιγότερο ευνοϊκό στη συμπεριφορά πρόσληψης κυττάρων, ενώ το δεύτερο είχε το αντίθετο αποτέλεσμα: προκάλεσε την απελευθέρωση φλεγμονωδών μεσολαβητών και διέγειρε τη φλεγμονώδη απόκριση αντί να την καταπολεμήσει», λέει ο Bart Boersma, διδάκτορας στο Carroll. Bourquin lab και πρώτος συγγραφέας αυτής της μελέτης.

Από την άλλη πλευρά, το πορώδες νανοσωματίδιο πυριτίου πληρούσε όλα τα κριτήρια: ήταν πλήρως βιοαποικοδομήσιμο, είχε το σωστό μέγεθος για να καταποθεί από τα μακροφάγα και ήταν σε θέση να απορροφήσει το φάρμακο στους πολυάριθμους πόρους του χωρίς πρόωρη απελευθέρωση. Η αντιφλεγμονώδης του δράση ήταν σημαντική». Η ομάδα στη συνέχεια επανέλαβε τα πειράματά της επικαλύπτοντας τα νανοσωματίδια με ένα επιπλέον στρώμα λίπους, αλλά δεν βρήκε περισσότερα οφέλη από τα νανοσωματίδια πυριτίου από μόνα τους.

Σφουγγάρια πυριτίου

Άλλοι νανοσπόγγοι πυριτίου που αναπτύχθηκαν από τη γερμανο-ελβετική ομάδα έχουν ήδη αποδειχθεί αποτελεσματικοί στην παροχή αντικαρκινικών φαρμάκων. «Εδώ, μεταφέρουν ένα πολύ διαφορετικό φάρμακο που καταστέλλει το ανοσοποιητικό σύστημα», λέει η Carol Bourquin. Το μεσοπορώδες πυρίτιο εμφανίζεται ολοένα και περισσότερο ως νανοσωματίδιο επιλογής στον φαρμακευτικό τομέα επειδή είναι εξαιρετικά 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», μελέτησε η ομάδα.

Πηγή:

Αναφορά περιοδικού:

Μπόερσμα, Β. et al (2022) Αναστολή της απελευθέρωσης IL-1β από μακροφάγα που στοχεύουν με πορώδη νανοσωματίδια φορτωμένα με νεκροσουλφοναμίδιο. Εφημερίδα ελεγχόμενης δημοσίευσης. doi.org/10.1016/j.jconrel.2022.09.063.

Leave a Comment