Može li nanotech usporiti napredak osteoartritisa?
Još uvijek nema lijeka za osteoartritis. Međutim, jedan inovativni nanotehnološki pristup može pomoći da se terapijska sredstva pošalju dublje u zahvaćenu hrskavicu i dulje ostanu aktivni.
Pretežno stanje povezano sa starijim odraslima, osteoartritis je iscrpljujuće stanje.
Utječući na hrskavicu u zglobovima tijela, osteoartritis utječe na oko 26 milijuna ljudi u Sjedinjenim Državama.
Stanje ponekad započinje ozljedom ili oštećenjem zgloba povezanog s bolešću.
U drugim slučajevima to je zbog habanja uzrokovanog godinama upotrebe.
U svim slučajevima, trenutno ne postoji način da se zaustavi njegovo napredovanje. Kako postoje, jedine dostupne mogućnosti su lijekovi za ublažavanje pridružene boli.
Kako stanovništvo postaje sve starije i teže - oba čimbenika rizika za osteoartritis - postaje još veći problem.
Nadalje, budući da je bol pretežni simptom, osteoartritis pridonosi krizi ovisnosti o opioidima. Pronaći inovativne načine za ubrizgavanje u daljnji pohod ove bolesti hitnije je nego ikad.
Problem isporuke lijekova
Nedavno su se uključili istraživači s Massachusetts Institute of Technology (MIT) u Cambridgeu. Istražili su načine korištenja nanotehnologije za poboljšanje eksperimentalnih lijekova protiv artroze.
Svoje nalaze objavili su u časopisu Translacijska medicina početkom ovog tjedna.
Tijekom godina znanstvenici su protiv osteoartritisa upotrijebili širok spektar kemikalija. Neki su pokazali obećanja na životinjskim modelima, ali do danas se nijedan nije pokazao korisnim kod ljudskih pacijenata.
Autori nove studije vjeruju da je [m] bilo koji od ovih nedostataka ukorijenjen u neadekvatnoj isporuci lijekova.
To je iz dva glavna razloga. Prvo, zglobovima nedostaje opskrbe krvlju, što znači da stručnjaci moraju ubrizgavati lijekove izravno u same zglobove. Drugo, limfna drenaža nastoji brzo ukloniti spojeve ubrizgane u zglobove.
Kako bi prevladali ovu prepreku, znanstvenici su se usredotočili na osmišljavanje načina isporuke i duljeg zadržavanja lijekova u zglobu, a istovremeno zaranjajući dublje u hrskavicu, uzimajući tako lijekove izravno u stanice gdje su potrebni.
Lijek na koji su se usredotočili bio je inzulinu sličan faktor rasta 1 (IGF-1), spoj koji je pokazao obećanja u nekim kliničkim ispitivanjima. Ovaj faktor rasta potiče rast i preživljavanje hondrocita, odnosno stanica koje čine zdravu hrskavicu.
Sitne sfere
Istraživači su dizajnirali sfernu molekulu nanorazmjera kao nosač za IGF-1. Molekula se sastoji od mnogih grana, nazvanih dendrimeri, koje izviru iz središnje jezgre.
Svaka grana završava pozitivno nabijenim područjem koje privlači negativni naboj na površini hondrocita.
Molekule također uključuju ljuljajući polimerni krak koji pokriva i povremeno neutralizira pozitivne naboje. Istraživači su na površinu ove kugle pričvrstili molekule IGF-1 i ubrizgali spoj u zglobove štakora.
Jednom kad se ove čestice nađu u tijelu, vežu se za hrskavicu i limfna drenaža ih ne može ukloniti. Odatle se mogu početi difundirati u tkivo.
Međutim, kuglice se ne vežu trajno, jer bi ih to držalo zaključanima za površinu hrskavice. Fleksibilna polimerna ruka povremeno pokriva naboje, omogućujući molekuli da se pomiče i uroni dublje u tkivo.
"Pronašli smo optimalan raspon naboja tako da materijal može i vezati tkivo i odvezati se za daljnju difuziju, a ne biti toliko jak da samo zapne na površini."
Autor vodeće studije Brett Geiger, student MIT-a
Kako se IGF-1 uvodi u hondrocite, inducira oslobađanje proteoglikana ili sirovine hrskavice. IGF-1 također potiče stanični rast i smanjuje stopu stanične smrti.
Proširenje terapijskog prozora
Istraživači su ubrizgali ovu hibridnu molekulu u zglobove štakora. Imao je poluživot od 4 dana (vrijeme potrebno da se lijek smanji na polovinu početnog volumena), što je otprilike 10 puta duže nego kad znanstvenici sami ubrizgavaju IGF-1. Važno je da je njegov terapeutski učinak trajao 30 dana.
U usporedbi sa štakorima koji nisu primili lijek, oni koji jesu vidjeli smanjeno oštećenje zglobova. Također, došlo je do značajnog smanjenja upale.
Naravno, hrskavica štakora mnogo je tanja od one kod ljudi; njihova je debela oko 100 mikrometara, dok je ljudska bliža 1 milimetru.
U odvojenom eksperimentu znanstvenici su dokazali da su te molekule sposobne prodrijeti do debljine koja bi bila relevantna za ljudskog pacijenta.
Ovo je samo prva faza istraživanja koja istražuje upotrebu ovih molekula za unošenje lijekova u hrskavicu. Tim planira nastaviti istim putem i proučavati druge kemikalije, uključujući lijekove koji blokiraju upalne citokine i nukleinske kiseline, uključujući DNA i RNA.
Studija se pojavljuje uz uvodnik o korištenju nanotehnologije u istraživanjima osteoartritisa. Autor, Christopher H. Evans, piše:
„To su vrlo ohrabrujući podaci. [...] [T] ne postoji nijedan drugi sustav za davanje lijekova koji može kontinuirano utjecati na metabolizam hondrocita in situ u punoj debljini zglobne hrskavice. "
Iako je nova metoda u povojima, ovaj bi pristup na kraju mogao značiti da bi liječnici mogli dvotjednim ili mjesečnim injekcijama znatno usporiti tijek artroze.
