Kan en sprits av supersmå partiklar av guld och peptider på ett skadat hjärta eventuellt ge minimalt invasiv reparation på plats?

Spjutspetsforskning under ledning av University of Ottawa Faculty of Medicine Docenterna Dr. Emilio Alarcon och Dr. Erik Suuronen föreslår att en spray-on-teknologi som använder skräddarsydda nanopartiklar av en av världens mest ädla metaller erbjuder en enorm terapeutisk potential och kan så småningom hjälpa till att rädda många liv. Hjärt- och kärlsjukdomar är den vanligaste dödsorsaken globalt och kräver ungefär 18 miljoner liv varje år.

I en tidning som nyligen publicerats online i ACS Nano , en peer-reviewed tidskrift som lyfte fram den nya forskningen på dess kompletterande omslag, Dr. Alarcon och hans team av utredare föreslår att detta tillvägagångssätt kan en dag användas i samband med kranskärlsbypassoperationer. Det är den vanligaste typen av hjärtkirurgi.

Den terapi som testades av forskarna - som sprayades på hjärtan av labbmöss - använde mycket låga koncentrationer av peptidmodifierade partiklar av guld som skapades i laboratoriet. Från munstycket på en miniatyriserad sprutapparat kan materialet målas jämnt på ytan av ett hjärta inom några sekunder.

Guldnanopartiklar har visat sig ha några ovanliga egenskaper och är mycket kemiskt reaktiva. I åratal har forskare använt guldnanopartiklar – så små att de inte går att upptäcka av det mänskliga ögat – i ett så stort utbud av teknologier att det har blivit ett område av intensivt forskningsintresse.

I det här fallet sprayades det skräddarsydda nanogoldet modifierat med peptider - en kort kedja av aminosyror - på hjärtan hos labbmöss. Forskningen fann att spray-on-terapin inte bara resulterade i en ökning av hjärtfunktionen och hjärtats elektriska ledningsförmåga utan att det inte förekom någon organinfiltration utanför målet av de små guldpartiklarna.

"Det är det fina med det här tillvägagångssättet. Du sprayar, sedan väntar du ett par veckor, och djuren mår bra jämfört med kontrollerna", säger Dr Alarcon, som är en del av Medicinska fakultetens institution för biokemi, mikrobiologi och immunologi och även chef för Bio-nanomaterials Chemistry and Engineering Laboratory vid University of the Ottawa Heart Institute.

Dr Alarcon säger att data inte bara tyder på att den terapeutiska verkan av spray-on nanoterapeutikumet är mycket effektiv, utan dess tillämpning är mycket enklare än andra regenerativa metoder för att behandla ett infarktat hjärta.

Till en början var den observerade förbättringen av hjärtfunktionen och utbredning av elektriska signaler i hjärtan på testade möss svårt för teamet att tro. Men upprepade experiment gav samma positiva resultat, enligt Dr. Alarcon, som är en del av Medicinska fakultetens institution för biokemi, mikrobiologi och immunologi och chef för Bio-nanomaterials Chemistry and Engineering Laboratory vid University of Ottawa Heart Institute.

För att validera de spännande fynden hos möss försöker teamet nu anpassa denna teknologi till minimalt invasiva procedurer som kommer att påskynda testning i stora djurmodeller, såsom kaniner och grisar.

Dr Alarcon berömde forskningskulturen vid uOttawa och Heart Institute och sa att friheten att utforska är av största vikt. "När du har en miljö där du får göra misstag och kritisera, det driver verkligen upptäckter", säger han.

Teamet som är involverat i uppsatsen inkluderar forskare från uOttawa och University of Talca i Chile. + Utforska vidare

Ny spray kan en dag hjälpa till att läka skador efter en hjärtattack