(Phys.org) - Ontsteking is het natuurlijke afweermechanisme van het lichaam tegen binnendringende organismen en weefselbeschadiging. Bij acute ontstekingen de ziekteverwekker of ontstekingsmediatoren worden opgeruimd en homeostase wordt bereikt, echter in chronische ontstekingstoestanden, deze oplossende reactie is verslechterd, wat leidt tot chronische ontstekingen en weefselbeschadiging. Er wordt nu algemeen aangenomen dat een verminderde resolutie van ontstekingen een belangrijke factor is die bijdraagt ​​aan de progressie van een aantal verwoestende ziekten zoals atherosclerose, artritis, en neurodegeneratieve ziekten, naast kanker. Aangezien het ontstekingsniveau bij deze ziekten erg hoog is, zijn gerichte therapeutische oplossingen nodig om de ontsteking onder controle te houden.

Een nieuwe studie van onderzoekers van Brigham and Women's Hospital (BWH), Columbia Universitair Medisch Centrum, Icahn School of Medicine op de berg Sinaï, en Massachusetts Institute of Technology presenteert de ontwikkeling van kleine nanomedicijnen in het sub 100 nm-bereik (100, 000 keer kleiner dan de diameter van een menselijke haarstreng) die in staat zijn een ontstekingsremmend peptidegeneesmiddel in te kapselen en af ​​te geven. De auteurs toonden aan dat deze nanodeeltjes krachtige, pro-oplossende nanomedicijnen zijn, in staat om selectief terug te keren naar plaatsen van weefselbeschadiging bij muizen, en hun therapeutische lading op een gecontroleerde manier in de tijd vrijgeven. uniek, deze nanodeeltjes zijn ontworpen om de extracellulaire micro-omgeving van ontstoken weefsels aan te pakken. De deeltjes geven dan langzaam hun krachtige ontstekingsoplossende lading af, zodat het door het ontstoken weefsel kan diffunderen. Daar bindt het medicijn zich aan receptoren op het plasmamembraan van geactiveerde witte bloedcellen en zorgt ervoor dat ze rustiger worden.

Deze studie zal elektronisch worden gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences de week van 18 maart, 2013.

"Het mooie van deze aanpak is dat het profiteert van het eigen ontwerp van de natuur om door ontstekingen veroorzaakte schade te voorkomen, die, in tegenstelling tot veel andere ontstekingsremmende strategieën, brengt de afweer van de gastheer niet in gevaar en bevordert weefselherstel, " zei Ira Tabas, MD, doctoraat, arts-wetenschapper aan het Columbia University Medical Center en co-senior auteur van deze studie.

"De ontwikkeling van zelf-geassembleerde gerichte nanodeeltjes die in staat zijn om ontstekingen op te lossen, heeft een brede toepassing in de geneeskunde, waaronder de behandeling van atherosclerose, " zei Omid Farokhzad, MD, arts-wetenschapper bij BWH, en een co-senior auteur van deze studie.

Polymeren bestaande uit drie ketens die end-to-end zijn bevestigd, werden ontwikkeld als bouwstenen voor de engineering van zelf-geassembleerde gerichte nanodeeltjes; één ketting maakte het invangen en gecontroleerd vrijgeven van de therapeutische lading mogelijk, in dit geval een peptide dat de pro-oplossende eigenschappen van het annexine A1-eiwit nabootst. Een andere keten verleende stealth-eigenschappen aan de nanodeeltjes, waardoor hun lange circulatie na systemische toediening mogelijk wordt. Nog een derde keten gaf de nanodeeltjes het vermogen om het collageen IV-eiwit naar de vaatwand te richten. Als zodanig zijn deze nanodeeltjes in staat om selectief te hechten aan beschadigde vasculatuur, waardoor hun therapeutische anti-inflammatoire lading kan worden vrijgegeven waar het nodig is om op een weloverwogen en gerichte manier ontstekingsresolutie effectief te bevorderen.

"Deze gerichte polymere nanodeeltjes zijn in staat om neutrofielen te stoppen, welke de meest voorkomende vorm van witte bloedcellen zijn, van infiltrerende plaatsen van ziekte of letsel bij zeer kleine doses. Deze actie voorkomt dat de neutrofielen verdere signaalmoleculen afscheiden, wat kan leiden tot een constante hyper-inflammatoire toestand en verdere ziektecomplicaties, " zei Nazila Kamály, doctoraat, een postdoctoraal onderzoeker bij BWH en co-hoofdauteur van deze studie.

"Nanodeeltjes die zich selectief binden aan beschadigde vasculatuur, kunnen een diepgaande invloed hebben op veel voorkomende ziekten, zoals atherosclerose, waar beschadigde of bestaande vasculatuur ten grondslag ligt aan de pathologie. Dit werk biedt een nieuwe gerichte nanogeneeskunde voor het ontluikende veld van ontstekingsresolutie, een gebied dat eerder werd ontwikkeld door Dr. Charles Serhan van BWH, " zei Gabrielle Fredman, doctoraat, een postdoctoraal onderzoeker aan het Columbia University Medical Center en co-hoofdauteur van deze studie.

Deze nieuwe ontwikkelingen hebben ertoe geleid dat de onderzoekers zijn begonnen met het onderzoeken van het potentieel van deze pro-oplossende nanomedicijnen voor hun effecten op krimpende atherosclerotische plaques, en deze onderzoeken zijn momenteel aan de gang.