Een nieuwe studie, gepubliceerd in Nature Nanotechnology , kan een strategie bieden die de negatieve bijwerkingen die gepaard gaan met intraveneuze injectie van nanodeeltjes die vaak in de geneeskunde worden gebruikt, verzacht.

"Het belangrijkste voordeel van nanotechnologie ten opzichte van conventionele medische behandelingen is het vermogen om weefsels nauwkeuriger te targeten, zoals kankercellen die het doelwit zijn van chemotherapie. Wanneer nanodeeltjes echter worden geïnjecteerd, kunnen ze een deel van het immuunsysteem activeren dat complement wordt genoemd", zegt senior auteur Dmitri Simberg. Ph.D., hoogleraar nanogeneeskunde en nanoveiligheid aan de Skaggs School of Pharmacy van de Universiteit van Colorado op de Anschutz Medical Campus van de Universiteit van Colorado.

Complement is een groep eiwitten in het immuunsysteem die bacteriën en virussen herkennen en neutraliseren, inclusief nanodeeltjes die vreemd zijn aan het lichaam. Als gevolg hiervan worden nanodeeltjes aangevallen door immuuncellen, wat bijwerkingen veroorzaakt zoals kortademigheid, verhoogde hartslag, koorts, hypotensie en, in zeldzame gevallen, anafylactische shock.

"De activering van het immuunsysteem na injectie van nanodeeltjes kan een uitdaging zijn om te begrijpen en te voorkomen. Dit onderzoek is een stap dichter bij het bieden van een beter begrip en een oplossing voor mensen om de voordelen van nanodeeltjes te ontvangen zonder bijwerkingen", aldus Simberg, die is ook mededirecteur van het Colorado Center for Nanomedicine en mededirecteur van Nanosafety.

De onderzoekers zeggen dat hoewel er enige vooruitgang is geboekt bij het verminderen van bijwerkingen door langzame infusie en premedicatie met steroïden en antihistaminica, een aanzienlijk aantal mensen nog steeds last heeft van reacties.

"Het doel is om bijwerkingen en immuunactivatie te voorkomen, te vermijden en te verminderen", voegt Simberg toe.

Om dit te doen werkte het onderzoeksteam van Simberg samen met Michael Holers, M.D., aan de University of Colorado School of Medicine en de Medical University of South Carolina om de impact van complementremmers geïnjecteerd met nanodeeltjes in diermodellen te bestuderen.

Concreet richt de studie zich op een interessante groep complementremmers (“regulatoren” genoemd). Het onderzoek liet veelbelovende resultaten zien.

Simberg en collega's merkten op dat de bestudeerde regulatoren effectief complementactivatie door nanodeeltjes in menselijk serum in vitro en diermodellen remden. In het bijzonder blokkeerden de regulatoren, wanneer ze in zeer lage doses werden geïnjecteerd, de activering van complement door nanodeeltjes volledig en veilig in de gebruikte diermodellen. Volgens de auteurs is dit belangrijk omdat wanneer nanodeeltjes complement activeren, de resulterende immuunrespons niet alleen een bijwerking kan veroorzaken, maar ook de werkzaamheid van nanogeneesmiddelen kan verminderen.

Dit onderzoek geeft ook een beter inzicht in waarom en hoe complementregulatoren het lichaam kunnen helpen gunstiger te reageren op nanodeeltjes. Het onderzoeksteam constateerde dat van de biljoenen nanodeeltjes die via een standaardinjectie in het bloed terechtkomen, slechts een klein deel complement activeert. Complementregulatoren werkten zodra nanodeeltjes complement begonnen te activeren, waardoor de immuunactivatie onmiddellijk werd verminderd.

"Deze resultaten suggereren dat we een opwindende kans hebben om te onderzoeken hoe we het gebruik van toezichthouders met nanodeeltjes verder kunnen optimaliseren, met als doel de werkzaamheid en verdraagbaarheid van meerdere op nanotechnologie gebaseerde therapieën en vaccins te verbeteren", aldus Simberg.

De onderzoekers zeggen dat de volgende stap het testen van de complementremmers is met meerdere nanodeeltjes en in verschillende ziektemodellen om het potentieel van deze aanpak volledig te begrijpen, met als uiteindelijk doel het onderzoek in een klinische setting toe te passen.

Meer informatie: Remming van acute complementreacties op bolusgeïnjecteerde nanodeeltjes door gerichte, kortcirculerende regulerende eiwitten, Natuurnanotechnologie (2023). DOI:10.1038/s41565-023-01514-z. www.nature.com/articles/s41565-023-01514-z

Journaalinformatie: Natuurnanotechnologie

Aangeboden door CU Anschutz Medical Campus