I industrialiserade länder, ett särskilt stort antal människor lider av åderförkalkning – med dödliga konsekvenser:Avlagringar i artärerna leder till stroke och hjärtinfarkt. Ett team av forskare under ledning av universitetet i Bonn har nu utvecklat en metod för att styra ersättningsceller till sjuka kärlsegment med hjälp av nanopartiklar. Forskarna visade på möss att de färska cellerna faktiskt utövar sin botande effekt i dessa segment. Dock, mycket forskning återstår att göra innan användning på människor. Resultaten publiceras nu i den välrenommerade tidskriften ACS Nano .

Vid arteriell förkalkning (arterioskleros), patologiska avlagringar bildas i artärerna och detta leder till vaskulär stenos. Stroke och hjärtattacker är ett frekvent resultat på grund av det resulterande otillräckliga blodflödet. Endotelceller som kantar blodkärlen spelar en viktig roll här. "De producerar kväveoxid och reglerar även expansionen av kärlen och blodtrycket, " förklarar juniorprofessor Dr. med. Daniela Wenzel från Institute of Physiology I vid universitetet i Bonn. Skador på endotelcellerna är i allmänhet den lömska uppkomsten av åderförkalkning.

Ett team av forskare som arbetar med Jun.-Prof. Wenzel, tillsammans med Technische Universität München, Institutet för farmakologi och toxikologi vid University of Bonn Hospital och Physikalisch-Technische Bundesanstalt Berlin, utvecklat en metod med vilken skadade endotelceller kan regenereras och som de framgångsrikt testade på möss. Forskarna överförde genen för enzymet eNOS till odlade celler med hjälp av virus. Detta enzym stimulerar kväveoxidproduktionen i endotelet som en turbolastare. "Enzymet är en väsentlig förutsättning för fullständigt återställande av endotelcellernas ursprungliga funktion, " rapporterar Dr Sarah Vosen från Jun.-Prof Wenzels team.

En magnet levererar nanopartiklarna till önskad plats

Tillsammans med genen, forskarna introducerade också små nanopartiklar, mäter några hundra nanometer (en miljondels millimeter), med en järnkärna. "Järnet förändrar egenskaperna hos endotelcellerna:de blir magnetiska, " förklarar Dr. Sarah Rieck från Institute of Physiology I vid universitetet i Bonn. Nanopartiklarna säkerställer att endotelcellerna utrustade med 'turbo'-genen kan levereras till önskad plats i blodkärlet med hjälp av en magnet där de utövar sina Forskare vid Technische Universität München har utvecklat en speciell ringformad magnetkonfiguration för detta som säkerställer att ersättningscellerna utrustade med nanopartiklar kantar blodkärlet jämnt.

Forskarna testade denna kombinationsmetod på möss vars endotelceller i halspulsådern skadades. De injicerade ersättningscellerna i artären och kunde placera dem på rätt plats med hjälp av magneten. "Efter en halvtimme, endotelcellerna häftade så säkert till kärlväggen att de inte längre kunde spolas bort av blodomloppet, " säger Jun.-Prof. Wenzel. Forskarna tog sedan bort magneterna och testade om de färska cellerna helt hade återfått sin funktion. Som önskat, de nya endotelcellerna producerade kväveoxid och expanderade på så sätt kärlet, som är vanligt när det gäller friska artärer. "Musen vaknade från narkosen och åt och drack normalt, " rapporterade fysiologen.

Överföring till människor kräver ytterligare forskning

I vanliga fall, läkare tar kirurgiskt bort vaskulära avlagringar från halspulsådern och placerar i vissa fall ett vaskulärt stöd (stent) för att korrigera flaskhalsen i den avgörande blodtillförseln. "Dock, dessa områden blockeras ofta med insättningar igen, " rapporterar Jun.-Prof Wenzel. "Däremot, vi går till roten av problemet och återställer det ursprungliga tillståndet för friska endotelceller." Forskarna hoppas att det som fungerar i möss också är möjligt hos människor, i princip. Dock, det finns fortfarande många utmaningar att övervinna. jun.-Prof. Wenzel:"Det finns fortfarande ett stort behov av forskning."