Forskare vid University of Illinois i Chicago har utvecklat ett system för att exakt leverera antiinflammatoriska läkemedel till immunceller som gått utom kontroll, samtidigt som de skonar sina väluppfostrade motsvarigheter. Deras resultat publicerades online den 23 februari Naturens nanoteknik .

Systemet använder nanopartiklar gjorda av små bitar av protein designade för att binda till unika receptorer som bara finns på neutrofiler, en typ av immuncell engagerad i skadliga akuta och kroniska inflammatoriska svar.

I ett normalt immunsvar, neutrofiler som cirkulerar i blodet svarar på signaler från skadade eller skadade blodkärl och börjar samlas vid skadan, där de uppslukar bakterier eller skräp från skadad vävnad som kan orsaka infektion. Vid kronisk inflammation, neutrofiler kan hopa sig på platsen för skadan, fastnar på blodkärlsväggarna och på varandra och bidrar till vävnadsskador.

Vidhäftning av neutrofiler till blodkärlsväggar är en viktig faktor vid akut lungskada, där det kan försämra utbytet av gaser mellan lungor och blod, leder till allvarliga andningsproblem. Om obehandlat, sjukdomen har en dödlighet på 50 procent på intensivvårdsavdelningar.

Kortikosteroider och icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel som används för att behandla inflammatoriska sjukdomar är "trubbiga instrument som påverkar hela kroppen och har några betydande biverkningar, " säger Asrar B. Malik, Schweppe Family Distinguished Professor och chef för farmakologi vid UIC College of Medicine, som är huvudförfattare till tidningen.

Neutrofiler som sitter fast i blodkärlen eller klumpar ihop sig har unika receptorer på sin yta som cirkulerande neutrofiler saknar. Malik och hans kollegor designade en nanopartikel för att dra fördel av den genom att bädda in den med ett antiinflammatoriskt läkemedel. Nanopartiklarna binder till receptorerna, och neutrofilerna internaliserar nanopartikeln. Väl inne, det antiinflammatoriska läkemedlet fungerar för att "packa upp" neutrofilen och låta den komma in i blodomloppet igen.

"Nanopartikeln är väldigt lik en trojansk häst, " Sa Malik. "Det binder till en receptor som bara finns på dessa aktiverade, klibbiga neutrofiler, och cellen uppslukar automatiskt allt som binder där. Eftersom cirkulerande neutrofiler saknar dessa receptorer, systemet är otroligt exakt och riktar sig endast mot de immunceller som aktivt bidrar till inflammatorisk sjukdom."

Malik, tillsammans med forskarassistent Zhenjia Wang och biträdande professor Jaehyung Cho, använde intravital mikroskopi för att följa nanopartiklar i realtid hos möss med inducerad vaskulär inflammation. Nanopartiklarna märktes med ett fluorescerande färgämne, och kunde ses binda till och gå in i neutrofiler samlade på kapillärernas inre väggar, men binder inte till fritt cirkulerande neutrofiler. Om forskarna bifogade ett läkemedel som heter piceatannol, som stör cell-celladhesion, till nanopartiklarna, de observerade att kluster av neutrofiler som tog upp partiklarna lossnade från varandra och från blodkärlsväggen. Cellerna var i själva verket neutraliserade och kunde inte längre bidra till inflammation på platsen för en skada.

Resultaten, Malik sa, "visa att nanopartiklar kan användas för att leverera läkemedel i en mycket riktad, specifikt sätt för aktiverade immunceller och kan utformas för att behandla ett brett spektrum av inflammatoriska sjukdomar."