Wetenschappers van de University of Illinois Chicago hebben een behandeling voor longfibrose ontwikkeld door nanodeeltjes te gebruiken die zijn gecoat met mannose - een soort suiker - om een ​​populatie longcellen, macrofagen genaamd, te stoppen die bijdragen aan littekens in het longweefsel. De celgerichte methode is veelbelovend voor het voorkomen van deze ernstige longlittekenziekte, die kan leiden tot levensbedreigende complicaties zoals kortademigheid.

De onderzoekers zeggen dat de behandeling nog niet klaar is om te worden getest in klinische proeven, maar het succes ervan in relevante diermodellen is een veelbelovend teken dat het mogelijk is om de ziekte te behandelen - waarvoor er zeer beperkte en onnauwkeurige behandelingen beschikbaar zijn.

Een belangrijke oorzaak van longfibrose is de activering van schadelijke immuuncellen die overmatige ontstekingen veroorzaken.

"De ontstekingsprocessen van het lichaam zijn zeer complex en het vinden van behandelingen voor ziekten die het gevolg zijn van aanhoudende of overmatige ontstekingen is erg moeilijk, omdat de behandelingen die schadelijke ontstekingen voorkomen ook - helaas - een nuttige ontsteking voorkomen, die infecties bestrijdt en verwondingen geneest," zei Abhalaxmi Singh, gastdocent wetenschappelijk onderzoek bij de afdeling farmacologie en regeneratieve geneeskunde aan het UIC College of Medicine. "Het is opwindend om een ​​gerichte behandeling te hebben die een oorzaak van schadelijke ontstekingen aanpakt in een diermodel."

De behandeling met gecoate nanodeeltjes stopt fibrose door zich te binden aan een subset van macrofagen, een type witte bloedcel die in alle organen wordt aangetroffen en die een receptor hebben voor mannose, een suikermolecuul. Deze receptor, CD206 genaamd, komt tot hyperexpressie bij patiënten met longfibrose.

De wetenschappers ontdekten dat de macrofagen die longfibrose veroorzaken, zeer hoge niveaus van mannose hebben. Bij longfibrose gaan macrofagen door een overgang die cytokinen afgeeft en littekenvorming bevordert. Singh en haar collega's karakteriseerden de oppervlakken van deze littekenbevorderende macrofagen en de CD206-mannosereceptor en ontwierpen een nanovoertuig om zich op deze receptoren te richten.

Wanneer het met suiker omhulde nanodeeltje bindt aan de receptor van de cel, levert het de nucleotide af - een fragment van silencing RNA (siRNA) gericht op transformerende groeifactor beta (TGFB) - dat de onderzoekers in het nanodeeltje laadden. SiRNA gericht op TGFB is een celsignaleringsroute waarvan bekend is dat deze betrokken is bij longfibrose. Eenmaal in de cel blokkeert het nucleotide het vermogen van de macrofaag om overmatige hoeveelheden eiwitten, zoals collageen, aan te maken die betrokken zijn bij littekenvorming.

"Macrofagen zijn opwindende, complexe cellen en de benadering die Dr. Singh en ons team hebben gevolgd om het nanodeeltje met suiker te coaten om aan de mannose-receptor te binden, is een intrigerende en precieze manier om te zorgen voor een gerichte levering van een tot zwijgen brengende RNA-behandeling aan deze subset van cellen die bijdragen aan fibrose", zegt Asrar Malik, Schweppe Family Distinguished Professor en hoofd van de afdeling farmacologie en regeneratieve geneeskunde.

Het team is al begonnen met het testen van de behandeling in menselijke longweefselmonsters met collega's van de Universiteit van Californië in San Francisco.

Het nanodeeltje dat in de experimenten wordt gebruikt, is samengesteld uit een eiwit dat albumine wordt genoemd, en het is een platform dat de wetenschappers bestuderen als een hulpmiddel om therapieën te leveren voor verschillende aandoeningen.

Het team van Malik ontdekte voor het eerst dat albumine-nanodeeltjes kunnen worden gebruikt om ontstekingen op een precisiemedicijnmanier te onderdrukken. Hun oorspronkelijke ontdekking werd gerapporteerd in een 2014 Nature Nanotechnology onderzoeksartikel. De uitvinders richtten vervolgens Nano Biotherapeutics op, een onafhankelijk startend bedrijf dat wordt ondersteund door een National Institutes of Health fase II Small Business Technology Transfer-subsidie ​​om de partners en investeerders aan te trekken die nodig zijn om de innovatie op de markt te brengen.

Het nieuwe onderzoek wordt beschreven in het artikel "Nanoparticle Targeting of de novo Pro-fibrotic Macrophages Mitigates Lung Fibrosis", dat is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences.

Het artikel is co-auteur van Sreeparna Chakraborty, Sing Wan Wong, Nicole Hefner, AndrewStuart, Abdul Qadir, Amitabha Mukhopadhyay, Kurt Bachmaier, Jae-Won Shin en Jalees Rehman. + Verder verkennen

Microgelcoating geeft donorcellen een boost bij het omkeren van longfibrose