Teranostiska nanopartiklar (NP) syntetiserade med n-butylcyanoakrylat (BCA). Luftfångade NP:er syntetiserades med användning av den ultraljudsbaserade miniemulsionsmetoden. Monomeren BCA emulgeras i vattenfasen och laddas med 2-hydroxipropyl-beta-cyklodextrin (CD) och indocyaningrönt (ICG)/IR780-färgämne. Under generationssteget fångas luft i NP:erna. Intravenöst injicerade CD-laddade NP kommer att ackumuleras vid det aterosklerotiska placket och frigöra CD, vilket minskar plackstorleken. De ICG/IR780-laddade och luftfångade NP:erna gav kontrastförbättring via NIR-fluorescens och ultraljudsavbildning. De genererade teranostiska NP:erna tillåter både identifiering/diagnos av ateroskleros och effektiv anti-aterosklerotisk terapi. Kredit:Sourabh Mehta et al, Small (2022). DOI:10.1002/smll.202200967
Forskare från Baker Heart and Diabetes Institute har designat och utvecklat en ny metod för läkemedelstillförsel som avsevärt kan förbättra effektiviteten av ett läkemedel som används för att behandla åderförkalkning och har potential att identifiera och behandla andra sjukdomar.
Tekniken, som använder läkemedelsladdade nanopartiklar, riktar sig direkt mot platsen för åderförkalkning i djurmodeller, vilket förbättrar cellernas upptag av läkemedlet hydroxylpropyl-beta-cyklodextrin (CD) och minskar kolesterolhalten avsevärt mer effektivt än läkemedlet ensamt.
För närvarande krävs höga doser av CD under behandling av åderförkalkning, vilket resulterar i biverkningar inklusive hörselnedsättning, men ihållande och lokal frisättning av denna läkemedelsladdade nanopartikel (CDNP), skulle inte bara förbättra läkemedlets effektivitet utan skulle sannolikt också minska dessa negativa effekter.
Studien, ledd av Baker Institutes biträdande direktör, professor i bas- och translationsvetenskap Karlheinz Peter, publicerades i tidskriften Small denna vecka.
"Vi vet att CD minskar kolesterolhalten i plack men det är svårt att få läkemedlen till det område som krävs, så du behöver en stor mängd", sa studiens medforskare och Baker Institute Laboratory Head, Molecular Imaging and Theranostics Docent Xiaowei Wang .
"Vi har packat läkemedlet i nanopartikeln, som kan skickas direkt till sjukdomsplatsen. Väl där ackumuleras läkemedlet och tar bort kolesterolet.
"Vi vet redan att CD är en effektiv behandling för andra sjukdomar, inklusive Alzheimers sjukdom och Niemann-Pick sjukdom typ C, så denna teknik har potential att förbättra behandlingens effektivitet för dessa sjukdomar också."
Nanopartiklarna har den extra fördelen av en gaskärna och fluorescerande färgbeläggning, vilket gör att de kan användas som kontrastmedel för diagnostisk bildbehandling, sa Wang.
"Vi kan också visualisera nanopartiklarna på ultraljud, vilket skulle vara ett värdefullt diagnostiskt verktyg, och kan spränga den läkemedelsfyllda bubblan för omedelbar frisättning av läkemedel med hjälp av en ultraljudsvåg," sa hon.
"Vi tror att dessa CDNP ger en plattform för diagnostisk och terapeutisk leverans av anti-aterosklerotisk terapi, och att CD-bärarplattformar som CDNP kan användas för samleverans av flera potenta läkemedel." + Utforska vidare