Ontsteking is het kenmerk van veel menselijke ziekten, van infectie tot neurodegeneratie. De chemische balans in een weefsel is verstoord, resulterend in de accumulatie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) zoals waterstofperoxide, die oxidatieve stress en bijbehorende toxische effecten kunnen veroorzaken.

Hoewel sommige ROS belangrijk zijn bij celsignalering en de afweermechanismen van het lichaam, deze chemicaliën dragen ook bij aan en zijn indicatoren van vele ziekten, inclusief cardiovasculaire disfunctie. Een niet-invasieve manier om meetbare, lage niveaus van waterstofperoxide en andere ROS zouden een haalbare manier zijn om ontstekingen te detecteren. Een dergelijke methode zou ook een manier bieden om selectief geneesmiddelen aan hun doelwitten af ​​te leveren.

Ada Almutairi, doctoraat, universitair hoofddocent aan de Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, de afdeling Nano-engineering, en het Materials Science and Engineering Program aan de University of California, San Diego, en collega's hebben het eerste afbreekbare polymeer ontwikkeld dat extreem gevoelig is voor lage maar biologisch relevante concentraties waterstofperoxide.

Hun werk is momenteel gepubliceerd in het online nummer van de Tijdschrift van de American Chemical Society .

Deze polymere capsules, of nanodeeltjes, worden opgenomen door macrofagen en neutrofielen - cellen van het immuunsysteem die zich naar de plaats van ontsteking haasten. De nanodeeltjes geven vervolgens hun inhoud af wanneer ze worden afgebroken in aanwezigheid van waterstofperoxide dat door deze cellen wordt geproduceerd.

"Dit is het eerste voorbeeld van een biocompatibele manier om te reageren op oxidatieve stress en ontsteking, " zei Almutairi, directeur van het UC San Diego Laboratory of Bioresponsive Materials. "Omdat de capsules zijn gemaakt om biologisch af te breken en hun lading vrij te geven wanneer ze waterstofperoxide tegenkomen, ze kunnen een gerichte medicijnafgifte aan ziek weefsel mogelijk maken."

Almutairi wil deze methode testen in een model van atherosclerose. "Cardiologen hebben lang een niet-invasieve methode nodig gehad om te bepalen welke patiënten kwetsbaar zijn voor een hartaanval veroorzaakt door gescheurde plaque in de slagaders vóór de aanval, "zei ze. "Omdat de gevaarlijkste plaque ontstoken is, ons systeem zou een veilige manier kunnen bieden om deze ziekte op te sporen en te behandelen."