Опубликовано : Окт 08, 2020

Исследователи продвигают системы доставки лекарств для лечения заболеваний соединительной ткани.

Исследователи продвигают системы доставки лекарств для лечения заболеваний соединительной ткани
Предоставлено: Университет штата Делавэр.

Профессор Университета Делавэра Кристи Киик возглавляет совместные исследования по созданию новых систем доставки лекарств, которые могут улучшить лечение заболеваний соединительных тканей, таких как остеоартрит или ревматоидный артрит, которое является аутоиммунным заболеванием.

Исследователи UD изобрели крошечные грузовые системы, во много раз меньше человеческого волоса. Эти системы или носители состоят из молекул, называемых пептидами, которые помогают обеспечивать структуру клеток и тканей.

Исследовательская группа работает над тем, чтобы запрограммировать эти носители наночастиц на избирательное связывание с разлагающимся коллагеном в организме. Коллаген — это белок, который помогает увеличивать объем или обеспечивать структуру соединительной ткани — всего, от нашей кожи до костей, сухожилий и связок.

Когда коллаген разлагается в результате болезни или травмы, наночастицы, разработанные лабораторией Kiick, могут прикрепляться и оставаться в месте повреждения дольше, чем многие существующие методы лечения. Это дает возможность доставлять лекарства для конкретных участков в течение более длительных периодов времени — от дней до недель.

В рамках одного совместного проекта, включающего эту работу, Киик пытается разработать носители лекарств, которые могут быть полезны при лечении остеоартрита. Остеоартрит — дегенеративное заболевание суставов, характеризующееся воспалением, болью и скованностью. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, от него страдают 32,5 миллиона американцев.

Ранние исследования с Кристофером Прайсом, доцентом кафедры биомедицинской инженерии, показывают, что эти наночастицы могут удерживаться в тканях и коленных суставах. В других связанных исследованиях Киик и ее ученики показали, что лекарства можно инкапсулировать и удерживать в наночастицах до тех пор, пока они не высвободятся при изменении температуры.

«Мы заинтересованы в том, чтобы научиться выпускать лекарства, которые могут помочь не только уменьшить боль, но и замедлить прогрессирование заболевания», — сказал Киик, заслуженный профессор материаловедения и инженерии Blue and Gold. «Было ключевым моментом, что мы смогли сотрудничать с ценовой лабораторией в этом виде работы».

В течение долгого времени низкомолекулярные кортикостероиды были стандартом лечения боли в суставах, страдающих остеоартритом. Поскольку сустав наполнен густой липкой жидкостью и находится в постоянном механическом напряжении и движении, эти низкомолекулярные препараты выводятся из жидкости вокруг колена довольно быстро, за считанные минуты.

Исследователи улучшают системы доставки лекарств для лечения заболеваний соединительной ткани
Кристи Киик из UD и ее коллеги работают над разработкой новых систем-носителей лекарств, способных обезболивать в различных временных масштабах и температурах. У исследователей правильная структура материала. Теперь они изучают способы заставить систему высвобождать определенные лекарства в определенных условиях, например, путем нагревания или охлаждения. Предоставлено: Университет штата Делавэр.

«Мы надеемся, что, контролируя состав и структуру наночастиц, — сказал Киик, — мы сможем точно контролировать или настраивать поведение доставки лекарств, чтобы обеспечить более длительное облегчение для людей с воспалительными состояниями, такими как остеоартроз «

Киик и его коллеги сообщили об успехах в дизайне наночастиц в среду, 7 октября, в статье, опубликованной в Science Advances, рецензируемом журнале Американской ассоциации содействия развитию науки. Соавторами работы являются Джинья Циа, аспирантка лаборатории Kiick, и Дженнифер Слоппи, старший специалист по микроскопии в Междисциплинарной научно-технической лаборатории Харкера UD.

Основные результаты исследования демонстрируют способность исследовательской группы контролировать форму наночастиц, что влияет на их способность связываться с тканями тела и оставаться в определенном месте. Исследовательская группа также может точно контролировать размер наночастиц, что влияет на то, как они могут удерживаться в месте инъекции, а также как они могут использоваться конкретными клетками перед удалением из организма. Наконец, в статье описаны некоторые из очень мелких деталей того, как определенные строительные блоки внутри этих пептидных молекул могут влиять на температуру, при которой эти наночастицы различной формы и размера могут быть разобраны для высвобождения лекарства.

Исследование основывается на предыдущей запатентованной и ожидающей патентования работе Киик в этой области, но она сказала, что сотрудничество с другими организациями дает многообещающие результаты. В то время как лаборатория Kiick обладает опытом в создании новых материалов, которые могут использоваться в качестве систем доставки; Артхи Джаяраман, профессор кафедры химической и биомолекулярной инженерии, посвященный столетнему семейству профессора передового опыта в области исследований и образования, помогает команде понять факторы, связанные с температурной чувствительностью средств доставки, и разработать вычислительные инструменты, которые могут помочь исследовательской группе определить форму транспортного средства. .

Между тем опыт Прайса в понимании посттравматического остеоартрита стал ключом к разработке методов использования этих наночастиц для лечения заболеваний. Прайс изучает, как взаимодействуют определенные лекарства и клетки, что может дать информацию о том, какие конкретные классы лекарств полезны при лечении остеоартрита, развивающегося после травматического повреждения. Сотрудничество поможет лаборатории Kiick определить, какие типы устройств с наночастицами можно использовать для доставки этих различных классов лекарств.

По словам Киика, если мыслить масштабно, команда могла представить себе, как загружать индивидуальный коктейль из лекарств в наночастицы, доставляющие лекарства, способные приносить облегчение в различных временных масштабах и температурах. У исследователей уже есть подходящая наноструктура материала, которая может позволить этому случиться; теперь они изучают, как заставить наночастицы высвобождать определенные лекарства при определенных условиях.

«Вы можете представить себе инъекции этих капсулированных лекарств в колено», — объяснила она. «Затем, когда вы хотите, чтобы было выпущено одно лекарство, пациент может заморозить свое колено. Если другой препарат необходим для облегчения в течение более длительного периода времени, можно применить тепло».

Это действительно простой способ помочь людям справиться с хроническими заболеваниями, которые вызывают сильную боль и ограничивают подвижность. А поскольку лечение является местным, оно может уменьшить побочные эффекты, которые могут возникнуть при приеме лекарств в высоких дозах или в течение длительных периодов времени.

«Если бы эти средства доставки могли уменьшить болезненные последствия остеоартрита или отсрочить появление симптомов остеоартрита, это могло бы иметь важные последствия для улучшения качества жизни многих людей», — сказал Киик.

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *