(Phys.org) —Åderförkalkning, en uppbyggnad av cellulärt plack i artärerna, är fortfarande en av de vanligaste dödsorsakerna globalt. Medan högdensitetslipoprotein, eller HDL, det så kallade goda kolesterolet, överförs till levern för bearbetning, lågdensitetslipoprotein, eller LDL, byggs upp i artärerna i form av plack.

Tidig upptäckt av cellulära komponenter i placket som brister och blockerar artärer har länge ansetts vara potentiellt effektiv upptäckt för hjärtsjukdomar och deras koppling till åderförkalkning.

En ny studie av forskare vid University of Georgia vid Franklin College of Arts and Sciences avdelning för kemi, publiceras online 13 maj i Proceedings of the National Academy of Sciences , dokumenterar ett tekniskt genombrott:Syntetiska högdensitetslipoproteinnanopartiklar. En helt biologiskt nedbrytbar syntetisk version av det så kallade goda kolesterolet, nanopartiklarna representerar en potentiell ny upptäckts- och behandlingsregim för åderförkalkning.

I processen att utveckla en nanopartikelsensor för att upptäcka instabila cellulära komponenter i aterosklerotiska lesioner, studiens medförfattare biträdande professor Shanta Dhar och doktorand Sean Marrache konstruerade lipoproteinnanopartikeln i Dhars NanoTherapeutics Research Laboratory. I djurförsök i bänkskala, den syntetiska HDL-härmande nanopartikeln visade signifikanta minskningar av totalt kolesterol och triglycerider.

"När man skapar alla processer för nanopartikeln för att efterlikna den naturliga HDL och bära en signalutgång, vi kunde visa utmärkt biokompatibilitet, " sa Dhar. "Om vi ​​helt enkelt utelämnar sensorn, vi har en mycket lovande behandling för att minska triglycerider i blodomloppet."

Högdensitet-lipoprotein-härmar nanopartiklar har skapats tidigare, men i publicerade rapporter har partiklar rekonstituerats från mänskligt blod. Även om det är framgångsrikt, dessa partiklar står inför många utmaningar i reproduktion och uppskalning för tillverkning, inklusive variation i immunsvar.

"Forskare har använt rekonstituerade versioner av HDL från blod, som alltid kommer att ha sina nackdelar, " sa Marrache. "Genom att skapa den här partikeln från grunden, vi kan kringgå många av nackdelarna samtidigt som vi åstadkommer alla de positiva aspekterna av HDL-leverans."

Dhars syntetiska HDL-nanopartikel är en polymerlipidhybrid, kräver färre aminosyror och därmed bättre lämpade för potentiell uppskalning. Forskarna använde en FDA-godkänd biologiskt nedbrytbar polymer som en matris och blandade den med kolesterolester, en komponent i naturlig HDL, för att skapa högdensitetslipoproteinkärnan. De introducerade en mimetisk peptid som fäster vid nanopartikeln med precisionen av naturlig HDL.

"Kemister försöker alltid göra saker mer syntetiska, och, med mig, målet är alltid att göra produkten biologiskt nedbrytbar, ", sa hon. "Det var den unika kombinationen som fick oss att komma med dessa teknologier som lovar translationella verktyg som kan hjälpa till med tidig diagnos och förhindra utveckling av sårbara plack."

Hennes avdelningschef håller med. "Professor Dhar har snabbt byggt upp ett forskningsprogram inom nanomaterialbaserad terapi under sina tre år på UGA och nått anmärkningsvärd framgång på kort tid, sa Jonathan Amster, som också är kemiprofessor vid UGA.