Een verrassende bevinding suggereert dat een injectie met nanodeeltjes kan helpen het immuunsysteem te bestrijden wanneer het in de war raakt, hebben onderzoekers van de Universiteit van Michigan aangetoond. De nanodeeltjes leiden immuuncellen die ontstekingen veroorzaken weg van de plaats van de verwonding.

Ontsteking is een tweesnijdend zwaard. Wanneer het werkt, het helpt het lichaam te genezen en bestrijdt infecties. Maar soms, het immuunsysteem overreageert. Een acuut longletsel, veroorzaakt door het inademen van rook, bijvoorbeeld, kan leiden tot op hol geslagen vloeistofproductie die in wezen een persoon verdrinkt.

Nutsvoorzieningen, experimenten bij muizen suggereren dat eenvoudige plastic nanodeeltjes, geleverd door IV, kan een type immuuncel, een neutrofiel genaamd, te druk houden om ontstekingen te veroorzaken. Andere ziekten waarbij neutrofielen overmatige ontsteking veroorzaken, zijn onder meer sepsis en de verharding van de slagaders, of atherosclerose.

"Neutrofielen zijn de eerste verdedigingslinie. Ze zijn het meest actief en het meest geoptimaliseerd om een ​​ontstekingsreactie op te wekken, " zei Omolola Eniola-Adefeso, een professor in chemische technologie en biomedische technologie aan de UM, die het onderzoek leidde. "Ze zijn de underdogs van witte bloedcellen, en we zien dat we misschien meer aandacht aan hen moeten besteden."

Ze begon er niet aan om het immuunsysteem om te buigen met nanodeeltjes. Liever, haar werk heeft de dynamiek in bloedvaten onderzocht die het vermogen van nanodeeltjes om medicijnen aan de bloedvatwand en daarbuiten te leveren, helpen of schaden. Bij experimenten, haar studenten lieten bloed door kunstmatige bloedvaten lopen - kanalen die in een chip waren geëtst en bekleed met dezelfde soort cellen die de wanden van bloedvaten bekleden.

Aanvankelijk, ze zagen alleen dat de neutrofielen hun plastic deeltjes aan het verbannen waren, die zijn ontworpen om aan de bloedvatwand te hechten. Dit was een probleem, want als de deeltjes niet konden binden, ze konden geen medicijnen afgeven aan ziek weefsel. Maar na vele malen de videobeelden van de microscoop te hebben bekeken, ze realiseerden zich dat de neutrofielen ook verdwenen - ze waren ook niet gebonden aan de bloedvatwand.

"Het 'oh mijn God' van afschuw over ons deeltje veranderde in een opwinding over deze deeltjes die iets deden met cellen die nog niet eerder waren onderzocht, "Zei Eniola-Adefeso. "Deze coole interacties tussen cellen en deeltjes stonden een van beide in de weg om te doen wat ze wilden doen."

Haar team ontwierp een experiment waarbij een deel van de bloedvatwand in de microfluïdische chips werd beschadigd en bevestigde dat de neutrofielen hun aandacht verlegden van het veroorzaken van ontstekingen op de plaats van de verwonding naar het wegvoeren van de vreemde deeltjes.

Vervolgens, Eniola-Adefeso verbonden met Michael Holinstat, een professor in de farmacologie aan de Michigan Medicine, die technologie heeft die in de bloedvaten van levende muizen kan kijken. Bij muizen met acuut longletsel, ze ontdekten dat het injecteren van nanodeeltjes door IV het aantal neutrofielen dat zich op de plaats van de verwonding verzamelt, met de helft of meer zou kunnen verminderen.

In feite, de neutrofielconcentratie was vergelijkbaar met de concentratie in het bloed van niet-verwonde muizen. In plaats daarvan, de neutrofielen brachten de deeltjes naar de lever, waar ze uit de omloop kunnen worden gehaald. Eniola-Adefeso is van plan het onderzoek in deze richting voort te zetten, uitvinden of een injectie van nanodeeltjes een levensvatbare behandeling is voor aandoeningen met overmatige ontsteking.

Haar groep zal ook doorgaan met het oplossen van problemen met nanodeeltjes als vehikels voor gerichte medicijnafgifte. Een manier om de neutrofielen weg te houden, is door de deeltjes te bedekken met zogenaamde niet-vervuilende materialen - materialen die resistent zijn tegen het opnemen van eiwitten uit het bloed.

Omdat de chemicaliën die het team gebruikt om de nanodeeltjes aan de bloedvatwanden te hechten dezelfde zijn als die van de neutrofielen zelf, een coating die niet-vervuilende materialen combineert met de targetingchemicaliën, zal de meeste witte bloedcellen van de geur afstoten.

"Daten, we hebben veel niet-vervuilende materialen geprobeerd. Maar op het einde, ze vervuilen omdat de natuur erg geavanceerd is, " ze zei.

Alternatief, andere onderzoeksgroepen hebben geprobeerd de membranen te nemen van cellen die van nature naar het beoogde weefsel reizen, bijvoorbeeld de neutrofielen die zich hechten aan de bloedvatwand - en nanodeeltjes erin stoppen. Zoals de alien in de menselijke huid uit de film 'Men in Black'.

De studie, "Neutrofiel-deeltjesinteracties in de bloedcirculatie stimuleren de klaring van deeltjes en veranderen de neutrofielreacties bij acute ontsteking, " wordt online gepubliceerd in het tijdschrift Nano-letters .