Ali lahko nanotech upočasni napredovanje artroze?
Zdravila za artrozo še vedno ni. Vendar lahko en inovativen nanotehnološki pristop pomaga pri pošiljanju terapevtskih sredstev globlje v prizadeti hrustanec in ostane dlje časa aktiven.
Pretežno stanje, povezano s starejšimi odraslimi, je osteoartritis izčrpavajoče stanje.
Ocenjuje se, da osteoartritis vpliva na hrustanec v sklepih telesa, približno 26 milijonov ljudi v ZDA.
Včasih se stanje začne s poškodbo ali poškodbo sklepa, povezano z boleznijo.
Včasih je to posledica obrabe, ki je nastala zaradi dolgoletne uporabe.
V vseh primerih trenutno ni mogoče ustaviti napredovanja. Trenutno so na voljo le zdravila za lajšanje s tem povezane bolečine.
Ko se prebivalstvo postopoma stara in postaja vse težje - oba dejavnika tveganja za artrozo -, postaja še večji problem.
Poleg tega, ker je bolečina prevladujoči simptom, osteoartritis prispeva k krizi odvisnosti od opioidov. Iskanje inovativnih načinov za vbrizgavanje v nadaljnjem pohodu te bolezni je bolj pereč kot kdaj koli prej.
Problem dostave zdravil
Pred kratkim so se vključili raziskovalci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridgeu. Raziskovali so načine uporabe nanotehnologije za izboljšanje eksperimentalnih zdravil za osteoartritis.
Svoje ugotovitve so objavili v reviji Translacijska medicina v začetku tega tedna.
Z leti so znanstveniki proti osteoartritisu uporabili široko paleto kemikalij. Nekateri so pokazali obljube na živalskih modelih, vendar se do danes noben ni izkazal za koristnega pri človeških bolnikih.
Avtorji nove študije menijo, da "[m] katera koli od teh pomanjkljivosti izvira iz neustrezne dostave zdravil."
To je iz dveh glavnih razlogov. Prvič, v sklepih je premalo oskrbe s krvjo, kar pomeni, da morajo strokovnjaki zdravila injicirati neposredno v sklepe. Drugič, limfna drenaža ponavadi hitro odstrani spojine, vbrizgane v sklepe.
Da bi premagali to oviro, so se znanstveniki osredotočili na oblikovanje načina dostavljanja in zadrževanja zdravil v sklepu dlje časa, obenem pa tudi globlje potapljanje v hrustanec in s tem jemanje zdravil neposredno v celice, kjer je to potrebno.
Zdravila, na katera so se osredotočili, je bil insulinu podoben rastni faktor 1 (IGF-1), spojina, ki se je v nekaterih kliničnih preskušanjih pokazala obljubno. Ta rastni faktor spodbuja rast in preživetje hondrocitov, ki so celice, ki tvorijo zdrav hrustanec.
Drobne krogle
Raziskovalci so oblikovali nanosno sferično molekulo kot nosilec za IGF-1. Molekula je sestavljena iz številnih vej, imenovanih dendrimerji, ki izvirajo iz osrednjega jedra.
Vsaka veja se konča s pozitivno nabito regijo, ki jo privlači negativni naboj na površini hondrocitov.
Molekule vključujejo tudi nihajno polimerno roko, ki prekrije in občasno nevtralizira pozitivne naboje. Raziskovalci so na površino te krogle pritrdili molekule IGF-1 in vbrizgali spojino v sklepe podgan.
Ko so ti delci v telesu, se vežejo na hrustanec in limfna drenaža jih ne more odstraniti. Od tam se lahko začnejo difundirati v tkivo.
Vendar se kroglice ne vežejo trajno, saj bi jih s tem zadržale na površini hrustanca. Prilagodljiva polimerna roka občasno prekrije naboje, kar omogoča molekuli, da se premakne in potopi globlje v tkivo.
"Ugotovili smo optimalno območje naboja, tako da lahko material veže tkivo in se odveže za nadaljnjo difuzijo, ne pa da je tako močan, da se le zatakne na površini."
Vodilni avtor študije Brett Geiger, podiplomski študent MIT
Ko IGF-1 vnesemo v hondrocite, povzroči sproščanje proteoglikanov ali surovine hrustanca. IGF-1 spodbuja tudi celično rast in zmanjšuje stopnjo celične smrti.
Razširitev terapevtskega okna
Raziskovalci so to hibridno molekulo injicirali v sklepe podgan. Razpolovni čas je bil 4 dni (čas, potreben, da se zdravilo zmanjša na polovico začetnega volumna), kar je približno desetkrat dlje kot takrat, ko si znanstveniki samo injicirajo IGF-1. Pomembno je, da je njegov terapevtski učinek trajal 30 dni.
V primerjavi s podganami, ki niso prejele zdravila, so se pri tistih, ki so prejele zdravilo, zmanjšale poškodbe sklepov. Prav tako se je znatno zmanjšalo vnetje.
Seveda je podganji hrustanec veliko tanjši od človeškega; njihova je debela približno 100 mikrometrov, človeška pa približno 1 milimeter.
V ločenem eksperimentu so znanstveniki dokazali, da so te molekule lahko prodrle do debeline, ki bi bila pomembna za človeškega pacienta.
To je le prva faza raziskav, ki preučujejo uporabo teh molekul za dovajanje zdravil v hrustanec. Skupina namerava nadaljevati po isti poti in preučevati druge kemikalije, vključno z zdravili, ki blokirajo vnetne citokine in nukleinske kisline, vključno z DNA in RNA.
Študija se pojavlja skupaj z uvodnikom o uporabi nanotehnologije pri raziskavah osteoartritisa. Avtor Christopher H. Evans piše:
»To so zelo spodbudni podatki. […] [T] tukaj ni nobenega drugega sistema za dajanje zdravil, ki bi lahko trajno vplival na presnovo hondrocitov in situ po celotni debelini sklepnega hrustanca. "
Čeprav je nova metoda v povojih, lahko ta pristop sčasoma pomeni, da bi lahko zdravniki z dvotedenskimi ali mesečnimi injekcijami bistveno upočasnili potek osteoartritisa.
