Kas nanotehnoloogia võib artroosi kulgu aeglustada?
Osteoartriidi vastu pole endiselt ravimeid. Kuid üks uuenduslik nanotehnoloogiline lähenemine võib aidata raviaineid saata kahjustatud kõhre sügavamale ja püsida aktiivsena kauem.
Valdavalt vanemate täiskasvanutega seotud seisund on osteoartriit kurnav seisund.
Mõjutades keha liigeste kõhre, mõjutab artroos hinnanguliselt 26 miljonit inimest Ameerika Ühendriikides.
Mõnikord algab haigus liigese vigastuse või haigusega seotud kahjustusega.
Muul ajal on see tingitud aastatepikkusest kasutamisest põhjustatud kulumisest.
Kõigil juhtudel pole selle edasiliikumist praegu kuidagi võimalik peatada. Praegusel kujul on ainsad võimalused seotud valu leevendamiseks ravimid.
Kuna elanikkond vananeb ja suureneb - mõlemad on artroosi riskitegurid -, on see muutumas veelgi suuremaks probleemiks.
Kuna valu on domineeriv sümptom, aitab artroos kaasa opioidisõltuvuse kriisile. Uuenduslike viiside leidmine selle haiguse edasisel marsil sekkumiseks on pakilisem kui kunagi varem.
Ravimite kohaletoimetamise probleem
Hiljuti osalesid Cambridge'is asuva Massachusettsi tehnoloogiainstituudi (MIT) teadlased. Nad uurisid võimalusi nanotehnoloogia kasutamiseks eksperimentaalsete osteoartriidiravimite täiustamiseks.
Nad avaldasid oma leiud ajakirjas Translatiivne meditsiin selle nädala alguses.
Aastate jooksul on teadlased artroosi vastu võitlemiseks kasutanud paljusid kemikaale. Mõni on näidanud loommudelites lubadust, kuid siiani pole ükski neist inimpatsientidel kasulik olnud.
Uue uuringu autorid usuvad, et "[m] i kõik need puudused tulenevad ebapiisavast ravimi kohaletoimetamisest."
Seda kahel peamisel põhjusel. Esiteks on liigestel verevarustus puudu, see tähendab, et spetsialistid peavad ise süstima ravimeid otse liigestesse. Teiseks kipub lümfidrenaaž liigestesse süstitud ühendeid kiiresti eemaldama.
Selle tõkke ületamiseks keskendusid teadlased viisile, kuidas narkootikume pikema aja jooksul liigestes toimetada ja hoida, sukeldudes ka sügavamale kõhre, viies seeläbi ravimeid otse rakkudesse, kus seda vaja on.
Ravim, millele nad keskendusid, oli insuliinitaoline kasvufaktor 1 (IGF-1), ühend, mis on mõnes kliinilises uuringus tõotanud. See kasvufaktor soodustab kondrotsüütide kasvu ja ellujäämist, mis on tervisliku kõhre moodustavad rakud.
Pisikesed kerad
Teadlased kujundasid IGF-1 kandjaks nanoskaalalise sfäärilise molekuli. Molekul koosneb paljudest harudest, mida nimetatakse dendrimeerideks ja mis pärinevad kesksest südamikust.
Iga haru lõpeb positiivselt laetud piirkonnaga, mida tõmbab kondrotsüütide pinnal olev negatiivne laeng.
Molekulid hõlmavad ka kiikuvat polümeeri haru, mis katab positiivsed laengud ja katkestab need perioodiliselt. Teadlased kinnitasid selle sfääri pinnale IGF-1 molekule ja süstisid ühendit rottide liigestesse.
Kui need osakesed on kehas, seovad nad kõhre ja lümfidrenaaž ei saa neid eemaldada. Sealt edasi võivad nad hakata koesse difundeeruma.
Kuid kerad ei seondu püsivalt, kuna see hoiaks neid kõhre pinnal lukustatuna. Elastne polümeervarre katab aeg-ajalt laenguid, võimaldades molekulil liikuda ja sukelduda koesse sügavamale.
"Leidsime optimaalse laadimisvahemiku, et materjal saaks nii kude siduda kui ka edasiseks difusiooniks lahti seista ja mitte nii tugev, et see lihtsalt pinnale kinni jääks."
Juhtiv uuringu autor Brett Geiger, MITi kraadiõppur
Kui IGF-1 viiakse kondrotsüütidesse, kutsub see esile proteoglükaanide või kõhre tooraine vabanemist. Samuti soodustab IGF-1 rakkude kasvu ja vähendab rakkude surma.
Terapeutilise akna laiendamine
Teadlased süstisid seda hübriidmolekuli rottide liigestesse. Selle poolväärtusaeg oli 4 päeva (aeg, mis kulub ravimi vähendamiseks poole algsest mahust), mis on umbes 10 korda pikem kui siis, kui teadlased süstivad ainult IGF-1. Oluline on see, et selle ravitoime kestis 30 päeva.
Võrreldes rottidega, kes seda ravimit ei saanud, vähenesid liigeste kahjustused neil, kes seda said. Samuti vähenes põletik märkimisväärselt.
Muidugi on roti kõhr palju õhem kui inimestel; nende paksus on umbes 100 mikromeetrit, samas kui inimese oma on lähemal kui 1 millimeeter.
Eraldi eksperimendis tõestasid teadlased, et need molekulid suutsid tungida paksuseni, mis oleks asjakohane inimpatsiendi jaoks.
See on alles esimene uurimisfaas, milles uuritakse nende molekulide kasutamist ravimite manustamiseks kõhresse. Meeskond kavatseb jätkata samamoodi ja uurida muid kemikaale, sealhulgas ravimeid, mis blokeerivad põletikulisi tsütokiine ja nukleiinhappeid, sealhulgas DNA-d ja RNA-d.
Uuring ilmub koos juhtkirjaga nanotehnoloogia kasutamisest osteoartriidi uurimisel. Autor Christopher H. Evans kirjutab:
„Need on väga julgustavad andmed. […] [T] siin pole ühtegi teist ravimit manustavat süsteemi, mis saaks kondrotsüütide ainevahetust in situ kogu liigesekõhre paksuses püsivalt mõjutada. "
Ehkki uus meetod on alles lapsekingades, võib see lähenemine lõpuks tähendada, et arstid võiksid kord nädalas või igakuiselt süstides artroosi kulgu oluliselt aeglustada.
