Skolan för medicinska forskare har utvecklat en ny formel för att leverera den terapeutiska peptiden apelin till hjärtvävnad. Leveranssystemet, vilket dramatiskt ökar peptidens stabilitet, visar löfte för behandling av hjärtsjukdomar hos människor, sa forskarna.
Möss med inducerad hjärthypertrofi och hjärtsvikt som fick apelin genom det nya leveranssystemet visade signifikant förbättring, sa Jayakumar Rajadas, Doktorsexamen, grundare och chef för skolans biomaterial och avancerade läkemedelsleveranslaboratorium.
Ett papper som beskriver resultaten publicerades online 13 oktober Biomaterial .
"Detta är en mycket viktig utveckling inom kardiovaskulär terapi, "sa Rajadas, en författare till tidningen, som också är biträdande chef för avdelningen för kardiovaskulär farmakologi vid Stanford Cardiovascular Institute. Huvudförfattaren är postdoktor Vahid Serpooshan, MD, Doktorsexamen.
Hjärttillståndet kallas hypertrofi, som vanligtvis tillskrivs plötslig död hos idrottare, är i allmänhet en ärftlig sjukdom som utlöses av hjärtstress på grund av extrem träning, hypertoni, ventilfel eller ventrikelinfarkt.
Kort plasmahalveringstid för apelin
G-proteinkopplade receptorer på hjärtvävnadens yta fungerar som stresssensorer. De binder med apelinpeptiden i en process som är avgörande för att förhindra hjärtfunktion. När hjärtat är överbelastat av olika stressfaktorer, kroppen producerar mer apelin för denna process. Även om det är oklart varför, patienter med hypertrofi har låga nivåer av apelin, som används ytterligare med extra stressorer, såsom högt blodtryck.
I en behandlingsmodell som liknar att ge insulin till diabetespatienter, läkare har försökt att behandla dessa hjärtsjukdomar med doser av apelin. Det terapeutiska medlet levereras intravenöst till kardiovaskulär vävnad, men på grund av dess korta halveringstid-läkemedlet elimineras snabbt från blodplasma-har framgången för denna behandling varit begränsad.
"Detta tillvägagångssätt visade sig vara utmanande eftersom apelin har en mycket kort halveringstid på cirka åtta minuter i blodet och därmed begränsad biotillgänglighet, Sa Rajadas.
Rajadas, en expert inom området nanoteknik - konstruktion av funktionella system i molekylär skala för att skapa "nanostrukturer" - såg en potential för att förbättra leveranssystemet av peptiden till hjärtvävnaden. Nanoteknik har använts för att stabilisera terapeutiska medel i kroppen och rikta dem mot specifika vävnader under de senaste 10 åren, han sa. I detta fall, tanken var att skydda de snabbt nedbrytande apelinpeptiderna med stora, stabila molekyler under deras transport till målvävnaden.
Trojanska hästen
Forskargruppen utvecklade en ny teknik för att öka stabiliteten hos de ömtåliga apelinpeptiderna genom att skydda dem med ett lipidöverdrag som Rajadas kallar "Trojan horse" -metod. Liposomen "nanokarrier" inkapslar apelinet och smyger det genom blodet till hjärtvävnaden.
De resulterande apelin -nanobullets, "som forskarna hänvisar till dem, levererades sedan genom blodsystemet till kardiovaskulär vävnad hos möss med inducerade hypertrofiska hjärtsjukdomar. Teorin var att apelinet inte skulle släppas förrän det var nära hjärtvävnaden.
När forskare levererade nanopartikelpreparatet i två skott under 14 dagar till mössen, djuren visade dramatisk återhämtning jämfört med dem i kontrollgruppen, som endast fick saltlösning eller behandling med avtäckt apelin, Sa Rajadas.
"Apelin i denna form kan så småningom användas som behandling för människor som levereras som ett skott snarare än intravenöst som tidigare, "sa Rajadas." Tanken är att regelbundna skott varje månad eller två gånger per månad kan lära symptom. "
