(Phys.org) —Inflammation är kroppens naturliga försvarsmekanism mot invaderande organismer och vävnadsskada. Vid akut inflammation, patogenen eller inflammatoriska mediatorerna rensas bort och homeostas uppnås, dock vid kroniska inflammatoriska tillstånd, detta lösande svar försämras, leder till kronisk inflammation och vävnadsskada. Det är nu allmänt troligt att en försämrad upplösning av inflammation är en viktig bidragande faktor till utvecklingen av ett antal förödande sjukdomar som åderförkalkning, artrit, och neurodegenerativa sjukdomar, förutom cancer. Eftersom inflammationsnivån i dessa sjukdomar är mycket hög - riktade terapeutiska lösningar krävs för att hålla inflammation kvarhållen.

En ny studie från forskare vid Brigham and Women's Hospital (BWH), Columbia University Medical Center, Icahn School of Medicine vid Mount Sinai, och Massachusetts Institute of Technology presenterar utvecklingen av små nanomediciner inom området under 100 nm (100, 000 gånger mindre än diametern på ett hårstrå) som kan kapsla in och frigöra ett inflammationslösande peptidläkemedel. Författarna visade att dessa nanopartiklar är kraftfulla pro-resolving nanomedicines, kapabla att selektivt gå till platser med vävnadsskada hos möss, och frigöra sin terapeutiska nyttolast på ett kontrollerat sätt över tiden. Unikt, dessa nanopartiklar är utformade för att rikta in sig på den extracellulära mikromiljön i inflammerade vävnader. Partiklarna släpper sedan långsamt sin potenta inflammationslösande nyttolast så att den kan diffundera genom den inflammerade vävnaden. Där binder läkemedlet till receptorer på plasmamembranet hos aktiverade vita blodkroppar och får dem att bli mer vilande.

Denna studie kommer att publiceras elektroniskt i Proceedings of the National Academy of Sciences veckan den 18 mars, 2013.

"Det fina med detta tillvägagångssätt är att det drar fördel av naturens egen design för att förhindra inflammationsinducerad skada, som, till skillnad från många andra antiinflammatoriska strategier, äventyrar inte värdens försvar och främjar vävnadsreparation, sa Ira Tabas, MD, Doktorsexamen, läkare-forskare vid Columbia University Medical Center och medförfattare till denna studie.

"Utvecklingen av självmonterade målinriktade nanopartiklar som kan lösa inflammation har bred tillämpning inom medicin inklusive behandling av ateroskleros, sa Omid Farokhzad, MD, läkare-forskare vid BWH, och en co-senior författare till denna studie.

Polymerer bestående av tre kedjor fästa änd-till-ände utvecklades som byggstenar för konstruktion av självmonterade riktade nanopartiklar; en kedja möjliggjorde infångning och kontrollerad frigöring av den terapeutiska nyttolasten, i detta fall en peptid som efterliknar pro-upplösningsegenskaperna hos Annexin A1-proteinet. En annan kedja gav smygegenskaper till nanopartiklarna, möjliggör långvarig cirkulation efter systemisk administrering. Ändå gav en tredje kedja nanopartiklarnas hemförmåga att rikta kollagen IV -proteinet mot kärlväggen. Som sådana kan dessa nanopartiklar selektivt hålla sig till skadad kärl vilket gör att deras terapeutiska antiinflammatoriska last kan frigöras där det behövs för att effektivt främja inflammationsupplösning på ett medvetet och riktat sätt.

"Dessa riktade polymera nanopartiklar kan stoppa neutrofiler, som är den vanligaste formen av vita blodkroppar, från infiltrerande platser för sjukdom eller skada vid mycket små doser. Denna verkan hindrar neutrofilerna från att utsöndra ytterligare signalmolekyler som kan leda till ett konstant hyperinflammatoriskt tillstånd och ytterligare sjukdomskomplikationer, "sade Nazila Kamaly, Doktorsexamen, en postdoktor vid BWH och medförfattare till denna studie.

"Nanopartiklar som selektivt binder till skadad kärl kan ha en djupgående inverkan på vanliga sjukdomar, såsom åderförkalkning, där skadad eller innesluten vaskulatur ligger bakom patologin. Detta arbete erbjuder en ny riktad nanomedicin till det växande området för inflammationsupplösning, ett område som tidigare var banbrytande av BWH:s Dr Charles Serhan, sa Gabrielle Fredman, Doktorsexamen, en postdoktor vid Columbia University Medical Center och medförfattare till denna studie.

Denna nya utveckling har fått forskarna att börja undersöka potentialen för dessa pro-resolving nanomediciner för deras effekter på krympande aterosklerotiska plack, och dessa studier pågår för närvarande.