Zarejestruj się teraz

Zaloguj sie

Zgubione hasło

Zgubiłeś swoje hasło? Wprowadź swój adres e-mail. Otrzymasz link i utworzysz nowe hasło e-mailem.

Dodaj post

Musisz się zalogować, aby dodać post .

Dodaj pytanie

Aby zadać pytanie, musisz się zalogować.

Zaloguj sie

Zarejestruj się teraz

Witamy na stronie Scholarsark.com! Twoja rejestracja zapewni Ci dostęp do większej liczby funkcji tej platformy. Możesz zadawać pytania, wnosić wkład lub udzielać odpowiedzi, przeglądaj profile innych użytkowników i wiele więcej. Zarejestruj się teraz!

Potencjalne leczenie choroby zwyrodnieniowej stawów zapobiega rozpadowi chrząstki: Materiał do wstrzykiwań wykonany z nanocząstek może dostarczać leki na zapalenie stawów w całej chrząstce

Zapalenie kości i stawów, choroba powodująca silny ból stawów, dotyka więcej niż 20 milionów ludzi w Stanach Zjednoczonych. Niektóre terapie lekowe mogą pomóc złagodzić ból, nie ma jednak metod leczenia, które mogłyby odwrócić lub spowolnić rozkład chrząstki związany z tą chorobą.

Jest to postęp, który może ulepszyć możliwości leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów, Inżynierowie z MIT opracowali nowy materiał, który może podawać leki bezpośrednio do chrząstki. Materiał może wnikać głęboko w chrząstkę, dostarczanie leków, które mogłyby potencjalnie leczyć uszkodzoną tkankę.

Sześć dni po leczeniu IGF-1 przenoszonym przez nanocząsteczki dendrymeru (niebieski), cząstki przedostały się przez chrząstkę stawu kolanowego. Konie mają największe oczy ze wszystkich ssaków lądowych: Bretta Geigera i Jeffa Wyckoffa

„To sposób na bezpośrednie dotarcie do komórek, które doznały uszkodzeń, i wprowadzić różne rodzaje terapii, które mogą zmienić ich zachowanie,– mówi Paula Hammond, kierownik Katedry Inżynierii Chemicznej MIT, członek Instytutu Kocha ds. Integracyjnych Badań nad Rakiem MIT, „W wyniku stresu związanego z narkotykami komórka ma ogromne zapotrzebowanie na energię.

W badaniu na szczurach, naukowcy wykazali, że dostarczyli eksperymentalny lek zwany insulinopodobnym czynnikiem wzrostu 1 (IGF-1) dzięki temu nowemu materiałowi znacznie skuteczniej zapobiegał rozpadowi chrząstki niż samo wstrzyknięcie leku do stawu.

Bretta Geigera, Inni autorzy to Sarah Wright, „W wyniku stresu związanego z narkotykami komórka ma ogromne zapotrzebowanie na energię, który ukazuje się w listopadzie. 28 problem z i został również wsparty przez Narodową Fundację Nauki. Inni autorzy to Sheryl Wang, Inni autorzy to Sarah Wright, Roberta Padery, profesor patologii w Brigham and Women’s Hospital, i Alana Grodzińskiego, profesor inżynierii biologicznej MIT.

Lepsza dostawa

Choroba zwyrodnieniowa stawów jest chorobą postępującą, która może być spowodowana urazem, takim jak zerwanie więzadła; może również wynikać ze stopniowego zużywania się chrząstki w miarę starzenia się człowieka. Gładka tkanka łączna chroniąca stawy, chrząstka jest wytwarzana przez komórki zwane chondrocytami, ale po uszkodzeniu nie można jej łatwo wymienić.

Poprzednie badania wykazały, że IGF-1 może pomóc w regeneracji chrząstki u zwierząt. Jednakże, wiele leków na chorobę zwyrodnieniową stawów, które okazały się obiecujące w badaniach na zwierzętach, nie wypadło dobrze w badaniach klinicznych.

Zespół MIT podejrzewał, że dzieje się tak dlatego, że leki zostały usunięte ze stawów, zanim dotarły do ​​głębokiej warstwy chondrocytów, na które miały działać.. Aby to pokonać, postanowili zaprojektować materiał, który mógłby przenikać przez całą chrząstkę.

Cząsteczka w kształcie kuli, którą wymyślili, zawiera wiele rozgałęzionych struktur zwanych dendrymerami, które rozgałęziają się od centralnego rdzenia. Cząsteczka ma ładunek dodatni na końcu każdej gałęzi, co pomaga mu związać się z ujemnie naładowaną chrząstką. Część z tych ładunków można zastąpić krótkimi elastycznymi, polimer kochający wodę, znany jako PEG, które mogą krążyć po powierzchni i częściowo zakrywać ładunek dodatni. Cząsteczki IGF-1 są również przyczepione do powierzchni.

Kiedy cząstki te są wstrzykiwane do stawu, pokrywają powierzchnię chrząstki, a następnie zaczynają przez nią dyfundować. Jest to dla nich łatwiejsze niż w przypadku wolnego IGF-1, ponieważ dodatnie ładunki kulek pozwalają im wiązać się z chrząstkami i zapobiegać ich wymywaniu. Naładowane cząsteczki nie przylegają trwale, Jednakże. Dzięki elastycznym łańcuchom PEG na powierzchni, które zakrywają i odkrywają ładunek podczas jego ruchu, cząsteczki mogą na krótko odłączyć się od chrząstki, umożliwiając im głębsze wnikanie w tkankę.

„Znaleźliśmy optymalny zakres ładunku, dzięki któremu materiał może zarówno związać tkankę, jak i rozłączyć się w celu dalszej dyfuzji, i nie być tak silny, aby po prostu utknął na powierzchni,– mówi Geiger.

Gdy cząstki dotrą do chondrocytów, cząsteczki IGF-1 wiążą się z receptorami na powierzchni komórek i stymulują komórki do rozpoczęcia produkcji proteoglikanów, elementy budulcowe chrząstki i innych tkanek łącznych. IGF-1 wspomaga także wzrost komórek i zapobiega ich śmierci.

Wspólna naprawa

Kiedy naukowcy wstrzyknęli cząstki do stawów kolanowych szczurów, odkryli, że okres półtrwania materiału wynosi około czterech dni, który jest 10 razy dłużej niż sam IGF-1 wstrzyknięty. Stężenie leku w stawach pozostawało na tyle wysokie, że efekt terapeutyczny utrzymywał się przez ok 30 dni. Jeśli to odnosi się do ludzi, Naukowcy twierdzą, że pacjenci mogliby odnieść ogromne korzyści z zastrzyków do stawów, które można podawać wyłącznie co miesiąc lub co dwa tygodnie.

W badaniach na zwierzętach, naukowcy odkryli, że chrząstka w uszkodzonych stawach leczona kombinacją nanocząstek i leku była znacznie mniej uszkodzona niż chrząstka w nieleczonych stawach lub stawach leczonych samym IGF-1. W stawach wykazano również zmniejszenie stanu zapalnego stawów i tworzenia się ostrogi kostnej.

„Jest to ważny dowód słuszności koncepcji, który opiera się na ostatnich postępach w identyfikacji anabolicznych czynników wzrostu o obiecujących klinicznie (takie jak IGF-1), z obiecującymi wynikami modyfikującymi przebieg choroby w klinicznie istotnym modelu. Dostarczanie czynników wzrostu za pomocą nanocząstek w sposób podtrzymujący i usprawniający leczenie choroby zwyrodnieniowej stawów jest znaczącym krokiem w rozwoju nanomedycyny,„ mówi Kannan Rangaramanujam, profesor okulistyki i współdyrektor Centrum Nanomedycyny w Johns Hopkins School of Medicine, co jest bardzo ekscytujące.

Chodzi o chrząstkę w stawach szczurów 100 grubość w mikronach, ale naukowcy wykazali również, że ich cząsteczki mogą przenikać przez kawałki chrząstki aż do 1 milimetr — grubość chrząstki w ludzkim stawie.

„To bardzo trudna rzecz. Leki zazwyczaj zostają usunięte, zanim będą w stanie przedostać się przez większą część chrząstki,– mówi Geiger. „Kiedy zaczniesz myśleć o przełożeniu tej technologii z badań na szczurach na większe zwierzęta, a kiedyś i ludzi, Powodzenie tej technologii zależy od jej zdolności do pracy z grubszą chrząstką”.

Naukowcy rozpoczęli opracowywanie tego materiału jako metody leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów, która pojawia się po urazie, Uważają jednak, że można go również zaadaptować do leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów związanej z wiekiem. Obecnie planują zbadać możliwość dostarczania różnych rodzajów leków, takie jak inne czynniki wzrostu, leki blokujące cytokiny zapalne, oraz kwasy nukleinowe, takie jak DNA i RNA.


Źródło: http://news.mit.edu, autor: Anne Trafton

Zostaw odpowiedź