(Phys.org) -Atherosclerose, een opeenhoping van cellulaire plaque in de slagaders, blijft wereldwijd een van de belangrijkste doodsoorzaken. Terwijl lipoproteïne met hoge dichtheid, of HDL, het zogenaamde goede cholesterol, wordt overgebracht naar de lever voor verwerking, lipoproteïne met lage dichtheid, of LDL, bouwt zich op in de slagaders in de vorm van plaque.

Vroege detectie van cellulaire componenten in de plaque die slagaders scheuren en blokkeren, wordt al lang beschouwd als een potentieel effectieve detectie van hartziekten en hun verband met atherosclerose.

Een nieuwe studie door onderzoekers van de Universiteit van Georgia in de scheikunde van het Franklin College of Arts and Sciences, online gepubliceerd op 13 mei in de Proceedings van de National Academy of Sciences , documenteert een technologische doorbraak:synthetische high-density lipoproteïne nanodeeltjes. Een volledig biologisch afbreekbare synthetische versie van het zogenaamde goede cholesterol, de nanodeeltjes vertegenwoordigen een potentieel nieuw detectie- en therapieregime voor atherosclerose.

In het proces van het ontwikkelen van een nanodeeltjessensor om onstabiele cellulaire componenten in atherosclerotische laesies te detecteren, studie co-auteurs assistent-professor Shanta Dhar en afgestudeerde student Sean Marrache construeerden het lipoproteïne-nanodeeltje in het NanoTherapeutics Research Laboratory van Dhar. In dierproeven op laboratoriumschaal, het synthetische HDL-nabootsende nanodeeltje vertoonde significante verlagingen van het totale cholesterol en triglyceriden.

"Bij het creëren van alle processen voor het nanodeeltje om het natuurlijke HDL na te bootsen en een signaaluitvoer te dragen, we konden een uitstekende biocompatibiliteit aantonen, " zei Dhar. "Als we de sensor gewoon weglaten, we hebben een veelbelovende therapie voor de vermindering van triglyceriden in de bloedbaan."

High-density-lipoproteïne-nabootsende nanodeeltjes zijn eerder gemaakt, hoewel in gepubliceerde rapporten deeltjes zijn gereconstitueerd uit menselijk bloed. Hoewel succesvol, deze deeltjes staan ​​voor veel uitdagingen bij reproductie en opschaling voor productie, inclusief variabiliteit in immuunresponsen.

"Onderzoekers hebben gereconstitueerde versies van HDL uit bloed gebruikt, die altijd zijn nadelen zal hebben, "Zei Marrache. "Door dit deeltje helemaal opnieuw te maken, we zijn in staat om veel van de nadelen te omzeilen en tegelijkertijd alle positieve aspecten van HDL-levering te bereiken."

Het synthetische HDL-nanodeeltje van Dhar is een polymeer-lipidehybride, die minder aminozuren nodig hebben en dus beter geschikt zijn voor mogelijke opschaling. De onderzoekers gebruikten een door de FDA goedgekeurd biologisch afbreekbaar polymeer als matrix en mengden het met cholesterolester, een component in natuurlijk HDL, om de lipoproteïne-kern met hoge dichtheid te creëren. Ze introduceerden een mimetisch peptide dat zich aan het nanodeeltje hecht met de precisie van natuurlijk HDL.

"Chemici proberen altijd dingen meer synthetisch te maken, en, met mij, het doel is altijd om het product biologisch afbreekbaar te maken, " zei ze. "Dat was de unieke combinatie die ons ertoe bracht om met deze technologieën op de proppen te komen die veelbelovend zijn voor translationele hulpmiddelen die kunnen helpen bij een vroege diagnose en het voorkomen van kwetsbare plaqueprogressie."

Haar afdelingshoofd is het daarmee eens. "Professor Dhar heeft tijdens haar drie jaar bij UGA snel een onderzoeksprogramma opgebouwd naar op nanomaterialen gebaseerde therapieën en heeft in korte tijd opmerkelijk succes geboekt. " zei Jonathan Amster, die ook chemieprofessor is aan de UGA.