Inflammation är kännetecknet för många mänskliga sjukdomar, från infektion till neurodegeneration. Den kemiska balansen i en vävnad är störd, vilket resulterar i ackumulering av reaktiva syreämnen (ROS) såsom väteperoxid, som kan orsaka oxidativ stress och tillhörande toxiska effekter.
Även om vissa ROS är viktiga för cellsignalering och kroppens försvarsmekanismer, dessa kemikalier bidrar också till och är indikatorer på många sjukdomar, inklusive kardiovaskulär dysfunktion. Ett icke-invasivt sätt att upptäcka mätbara, låga nivåer av väteperoxid och andra ROS skulle ge ett gångbart sätt att upptäcka inflammation. En sådan metod skulle också ge ett sätt att selektivt leverera läkemedel till sina mål.
Adah Almutairi, PhD, docent vid Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Institutionen för nanoteknik, och Materials Science and Engineering Program vid University of California, San Diego, och kollegor har utvecklat den första nedbrytbara polymeren som är extremt känslig för låga men biologiskt relevanta koncentrationer av väteperoxid.
Deras arbete publiceras för närvarande i onlinenumret av Journal of the American Chemical Society .
Dessa polymerkapslar, eller nanopartiklar, tas upp av makrofager och neutrofiler – immunsystemets celler som rusar till platsen för inflammation. Nanopartiklarna släpper sedan sitt innehåll när de bryts ned i närvaro av väteperoxid som produceras av dessa celler.
"Detta är det första exemplet på ett biokompatibelt sätt att reagera på oxidativ stress och inflammation, sa Almutairi, chef för UC San Diego Laboratory of Bioresponsive Materials. "Eftersom kapslarna är skräddarsydda för biologisk nedbrytning och släpper ut sin last när de stöter på väteperoxid, de kan möjliggöra riktad läkemedelsleverans till sjuk vävnad."
Almutairi funderar på att testa denna metod i en modell av åderförkalkning. "Kardiologer har länge behövt en icke-invasiv metod för att avgöra vilka patienter som är sårbara för en hjärtinfarkt orsakad av spräckt plack i artärerna före attacken, " sa hon. "Eftersom den farligaste av plack är inflammerad, vårt system kan ge ett säkert sätt att upptäcka och behandla denna sjukdom."
