Een internationaal team van onderzoekers heeft nanodeeltjes gebruikt om een ​​medicijn af te leveren - een medicijn dat eerder faalde in klinische proeven voor pijn - in specifieke compartimenten van zenuwcellen, waardoor het vermogen om pijn bij muizen en ratten te behandelen drastisch toeneemt. De bevindingen zijn gepubliceerd op 4 november in Natuur Nanotechnologie .

"We hebben een medicijn genomen - een door de FDA goedgekeurd medicijn tegen braken - en met behulp van een nieuwe toedieningsmethode, verbeterde de werkzaamheid en werkingsduur in diermodellen van inflammatoire pijn en neuropathische pijn, " zei Nigel Bunnett, doctoraat, voorzitter van de afdeling Basiswetenschappen en Craniofaciale Biologie aan de Universiteit van New York (NYU) College of Dentistry en de senior auteur van de studie. "De ontdekking dat inkapseling van nanodeeltjes de pijnverlichting bij proefdieren verbetert en verlengt, biedt kansen voor het ontwikkelen van broodnodige niet-opioïde therapieën voor pijn."

opioïden, een klasse geneesmiddelen die wordt gebruikt om pijn te behandelen, lopen een hoog risico op verslaving en overdosering. Bovendien, hun effectiviteit neemt in de loop van de tijd af, toenemende doses nodig hebben om pijn te beheersen. Bijwerkingen van opioïden, waaronder constipatie en onderdrukking van de ademhaling, alleen verergeren als de doses worden verhoogd.

"Er zijn veel redenen waarom opioïden niet ideaal zijn voor de behandeling van pijn. Gezien de aanhoudende opioïdencrisis, die honderdduizenden levens heeft gekost, we hebben veiliger nodig, effectievere alternatieven, ’ zei Bunnett.

Bunnett en zijn collega's bestuderen een familie van eiwitten die G-eiwit-gekoppelde receptoren worden genoemd, die het doelwit zijn van een derde van de klinisch gebruikte geneesmiddelen. Hoewel men dacht dat receptoren aan het oppervlak van zenuwcellen werken, ze ontdekten dat geactiveerde receptoren zich binnen de cel verplaatsen naar een compartiment dat het endosoom wordt genoemd. In een endosoom, receptoren blijven gedurende langere tijd functioneren. "De aanhoudende activiteit van receptoren in endosomen veroorzaakt pijn, ’ zei Bunnett.

In hun studie in Natuur Nanotechnologie , onderzoekers van het NYU College of Dentistry, Monash universiteit, Universiteit van Colombia, en de Universiteit van Santiago in Chili richtte zich op een G-eiwit-gekoppelde receptor, de neurokinine 1-receptor.

"Grote farmaceutische bedrijven hadden programma's om neurokininereceptorantagonisten voor chronische ziekten te ontwikkelen, waaronder pijn en depressie. Echter, bij menselijke proeven, dingen vielen uit elkaar, " zei Bunnett. "De neurokininereceptor is het affiche voor mislukkingen bij het ontdekken van medicijnen om pijn te behandelen."

De onderzoekers vermoedden dat deze medicijnen niet werkten omdat ze waren ontworpen om receptoren aan het oppervlak van cellen te blokkeren in plaats van in endosomen.

Om medicijnen aan endosomen te leveren, de onderzoekers wendden zich tot nanodeeltjes - microscopische voertuigen die worden gebruikt voor het afleveren van medicijnen. Bunnett en zijn collega's hebben een neurokininereceptorblokker, aprepitant genaamd, in nanodeeltjes ingekapseld. een door de FDA goedgekeurd medicijn dat wordt gebruikt om misselijkheid en braken te voorkomen dat klinische proeven als pijnmedicatie niet heeft doorstaan.

De nanodeeltjes zijn ontworpen om zenuwen binnen te dringen die pijnsignalen doorgeven en hun aprepitante lading afgeven in endosomen die de neurokininereceptor bevatten. Door nanodeeltjes toegediend aprepitant behandelde pijn bij muizen en ratten vollediger en gedurende langere perioden dan conventionele therapieën, inclusief opioïden. Bovendien, toediening van nanodeeltjes minimaliseerde de dosis medicatie die nodig was om de pijn te behandelen, die nuttig kunnen zijn om bijwerkingen te voorkomen.

"Het proces dat we hebben ontwikkeld, is in wezen als het geven van een medicijninfusie in het endosoom van de cel, "zei Bunnett. "Door een voorheen ondoeltreffend pijnmedicijn af te leveren aan het juiste compartiment in de cel, het werd zeer effectief als pijnbehandeling."

De onderzoekers blijven het gebruik van nanodeeltjes bestuderen bij het toedienen van niet-opioïde pijnstillers, inclusief het ontwikkelen van manieren om ze alleen te richten op zenuwcellen die pijn voelen, wat nog kleinere doses van het medicijn mogelijk zou maken. Ze onderzoeken ook het inkapselen van meerdere medicijnen die pijnreceptoren blokkeren, die de werkzaamheid van de behandeling verder zouden kunnen verbeteren. De onderzoekers merken op dat aanvullende studies nodig zijn voordat pijnmedicatie die door nanodeeltjes wordt afgegeven, bij mensen kan worden getest.