Vai nanotehnoloģija var palēnināt osteoartrīta progresu?
Joprojām nav iespējams izārstēt osteoartrītu. Tomēr viena novatoriska nanotehnoloģiskā pieeja var palīdzēt nosūtīt terapeitiskos līdzekļus dziļāk skartajos skrimšļos un ilgāk palikt aktīviem.
Pārsvarā stāvoklis, kas saistīts ar vecākiem pieaugušajiem, osteoartrīts ir novājinošs stāvoklis.
Ietekmējot skrimšļus ķermeņa locītavās, osteoartrīts ietekmē aptuveni 26 miljonus cilvēku Amerikas Savienotajās Valstīs.
Dažreiz stāvoklis sākas ar traumu vai ar slimību saistītu locītavas bojājumu.
Citreiz tas ir saistīts ar nodilumu, ko izraisa gadu ilgs lietojums.
Visos gadījumos pašlaik nav iespējas apturēt tā progresēšanu. Pašreizējā stāvoklī vienīgās pieejamās iespējas ir zāles, lai mazinātu saistītās sāpes.
Tā kā populācija kļūst arvien vecāka un smagāka - abi ir osteoartrīta riska faktori -, tā kļūst par vēl lielāku problēmu.
Turklāt, tā kā sāpes ir dominējošais simptoms, osteoartrīts veicina opioīdu atkarības krīzi. Atrast novatoriskus veidus, kā iejaukties šīs slimības turpmākajā gājienā, ir aktuālāka nekā jebkad agrāk.
Zāļu piegādes problēma
Nesen iesaistījās pētnieki no Masačūsetsas Tehnoloģiskā institūta (MIT) Kembridžā. Viņi pētīja nanotehnoloģiju izmantošanas veidus eksperimentālo osteoartrīta zāļu uzlabošanai.
Viņi savus secinājumus publicēja žurnālā Tulkošanas medicīna šīs nedēļas sākumā.
Gadu gaitā zinātnieki pret osteoartrītu ir izvēlējušies plašu ķīmisko vielu klāstu. Daži ir pierādījuši solījumus dzīvnieku modeļos, taču līdz šim neviens nav izrādījies noderīgs cilvēkiem ar cilvēkiem.
Jaunā pētījuma autori uzskata, ka “[jebkurš no šiem trūkumiem sakņojas nepietiekamā zāļu piegādē”.
Tas ir divu galveno iemeslu dēļ. Pirmkārt, locītavās trūkst asins piegādes, tas nozīmē, ka speciālistiem pašiem jāinjicē narkotikas tieši locītavās. Otrkārt, limfodrenāža mēdz ātri noņemt savienojumus, kas injicēti locītavās.
Lai pārvarētu šo šķērsli, zinātnieki koncentrējās uz veidu, kā izstrādāt un piegādāt narkotikas ilgāk locītavā, vienlaikus arī ienirstot dziļāk skrimšļos, tādējādi uzņemot medikamentus tieši šūnās, kur tas nepieciešams.
Zāles, uz kurām viņi koncentrējās, bija insulīnam līdzīgs augšanas faktors 1 (IGF-1), savienojums, kas dažos klīniskajos pētījumos ir daudzsološs. Šis augšanas faktors veicina hondrocītu, kas ir šūnas, kas veido veselīgu skrimšļus, augšanu un izdzīvošanu.
Tiny sfēras
Pētnieki izstrādāja nanomēra sfērisku molekulu kā IGF-1 nesēju. Molekula sastāv no daudzām zarām, sauktām par dendrimeriem, kas rodas no centrālā kodola.
Katra filiāle beidzas ar pozitīvi uzlādētu reģionu, ko piesaista negatīvais lādiņš uz hondrocītu virsmas.
Molekulās ietilpst arī šūpošanās polimēra roka, kas aizsedz un periodiski neitralizē pozitīvos lādiņus. Pētnieki piestiprināja IGF-1 molekulas uz šīs sfēras virsmas un injicēja savienojumu žurku locītavās.
Kad šīs daļiņas atrodas ķermenī, tās saistās ar skrimšļiem, un limfodrenāža tās nevar noņemt. No turienes viņi var sākt izplatīties audos.
Tomēr sfēras nesavienojas pastāvīgi, jo tas tos noturētu pie skrimšļa virsmas. Elastīgā polimēra roka laiku pa laikam nosedz lādiņus, ļaujot molekulai pārvietoties un iegremdēties dziļāk audos.
"Mēs atradām optimālu uzlādes diapazonu, lai materiāls varētu gan saistīt audus, gan atdalīties tālākai difūzijai, un nebūtu tik stiprs, ka tas vienkārši iestrēgtu pie virsmas."
Vadošais pētījuma autors Brets Geigers, MIT absolvents
IGF-1 ievadot hondrocītos, tas izraisa proteoglikānu vai skrimšļa izejvielu izdalīšanos. IGF-1 arī veicina šūnu augšanu un samazina šūnu nāves ātrumu.
Terapeitiskā loga pagarināšana
Pētnieki injicēja šo hibrīda molekulu žurku locītavās. Tā pussabrukšanas periods bija 4 dienas (laiks, kas nepieciešams, lai zāles samazinātu līdz pusei sākotnējā tilpuma), kas ir apmēram 10 reizes ilgāk nekā tad, kad zinātnieki injicē tikai IGF-1. Svarīgi, ka tā terapeitiskā iedarbība ilga 30 dienas.
Salīdzinot ar žurkām, kuras nesaņēma šo medikamentu, tās, kuras redzēja, samazināja locītavu bojājumus. Arī ievērojami samazinājās iekaisums.
Protams, žurku skrimšļi ir daudz plānāki nekā cilvēkiem; viņu biezums ir aptuveni 100 mikrometri, savukārt cilvēka tuvums ir 1 milimetrs.
Atsevišķā eksperimentā zinātnieki pierādīja, ka šīs molekulas spēja iekļūt tādā biezumā, kas būtu nozīmīgs cilvēka pacientam.
Šis ir tikai pirmais pētījumu posms, kurā tiek pētīta šo molekulu izmantošana zāļu ievadīšanai skrimšļos. Komanda plāno turpināt to pašu un pētīt citas ķīmiskas vielas, tostarp zāles, kas bloķē iekaisuma citokīnus un nukleīnskābes, ieskaitot DNS un RNS.
Pētījums parādās līdzās redakcijai par nanotehnoloģiju izmantošanu osteoartrīta pētījumos. Autors Kristofers H. Evanss raksta:
“Tie ir ļoti iepriecinoši dati. […] [T] šeit nav citas zāļu ievadīšanas sistēmas, kas ilgstoši varētu ietekmēt hondrocītu metabolismu in situ visā locītavas skrimšļa visā biezumā. ”
Lai gan jaunā metode ir sākumstadijā, šī pieeja galu galā var nozīmēt, ka ārsti varētu ievērojami palēnināt osteoartrīta gaitu ar iknedēļas vai ikmēneša injekcijām.
