Un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Diego ha desarrollado "nanoesponjas" de macrófagos que pueden absorber y eliminar de forma segura las moléculas del torrente sanguíneo que desencadenan la sepsis. Estas nanoesponjas de macrófagos, que son nanopartículas encapsuladas en las membranas celulares de los macrófagos, hasta ahora han mejorado las tasas de supervivencia en ratones con sepsis.
Este trabajo es un ejemplo de la tecnología de camuflaje de la membrana celular iniciada por el laboratorio de Liangfang Zhang, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de California San Diego Jacobs. Su grupo desarrolla nuevas terapias de nanomedicina al disfrazar las nanopartículas como las propias células del cuerpo.Ejemplos anteriores incluyen nanoesponjas de glóbulos rojos para combatir y prevenir infecciones por MRSA; nanopartículas envueltas en membranas de células plaquetarias para reparar vasos sanguíneos heridos; y nanofibras envueltas en membranas de células beta que podrían usarse para ayudar a los pacientes con diabetes a producir más insulina.
En el estudio actual, el laboratorio de Zhang desarrolló nanoesponjas de macrófagos que ofrecen una solución prometedora para tratar y manejar eficazmente la sepsis. El laboratorio de Zhang colaboró con Victor Nizet, profesor de pediatría y farmacia en UC San Diego, cuyo equipo ayudó a probar las nanoesponjas de macrófagos in vivo .
La sepsis ocurre cuando el cuerpo lanza una respuesta inmune incontrolada a una infección, lo que desencadena una inflamación generalizada que puede provocar insuficiencia orgánica, shock séptico e incluso la muerte. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. Estiman que más de 1.5 millones de estadounidenses padecen sepsis yalrededor de 250,000 mueren por esta condición cada año.
La sepsis generalmente se trata con antibióticos. Pero aunque los antibióticos pueden eliminar potencialmente las bacterias que causan sepsis, no pueden controlar la inflamación.
Algunas bacterias que causan sepsis secretan moléculas tóxicas llamadas endotoxinas. Los macrófagos, los glóbulos blancos que juegan un papel importante en la inflamación, reconocen las endotoxinas como peligrosas. En respuesta, los macrófagos producen proteínas que causan inflamación llamadas citocinas proinflamatorias, que enActivar otros macrófagos para producir más citocinas, lo que desencadena un efecto dominó peligroso de la inflamación en todo el cuerpo.
"Para controlar eficazmente la sepsis, debe controlar esta tormenta de citoquinas", dijo Zhang.
en un artículo publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias , Zhang y un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Diego demostraron que las nanoesponjas de macrófagos pueden neutralizar de manera segura tanto las endotoxinas como las citocinas proinflamatorias en el torrente sanguíneo.
Una amplia gama de endotoxinas y citocinas proinflamatorias se unen naturalmente a las membranas celulares de los macrófagos, por lo que estas nanoesponjas sirven como trampas universales para un amplio espectro de moléculas que causan sepsis, explicó Zhang. "Pueden trabajar en diferentes géneros bacterianos, especies ycepas ", dijo. Y dado que están cubiertas de membranas celulares de macrófagos reales, pueden pasar como las células inmunes del cuerpo y hacer circular el torrente sanguíneo sin ser expulsados.
Los investigadores utilizaron células de macrófagos de ratones para fabricar nanoesponjas. Empaparon las células en una solución que hizo que las células explotaran, dejando atrás las membranas. Las membranas se recogieron usando una centrífuga y luego se mezclaron con nanopartículas en forma de bola hechas de polímero biodegradableLa etapa de mezcla recubrió espontáneamente las nanopartículas en las membranas celulares de los macrófagos.
El equipo administró las nanoesponjas de macrófagos a un grupo de ratones infectados con una dosis letal de E. coli . El tratamiento mantuvo vivos a cuatro de cada 10 ratones de este grupo, mientras que todos los ratones del grupo no tratado murieron. Una dosis de nanoesponjas de macrófagos redujo significativamente los niveles de endotoxinas y citocinas proinflamatorias en los ratones tratados.inflamación y también redujo el recuento bacteriano en la sangre y el bazo de estos ratones.
Zhang está trabajando con compañías biofarmacéuticas para traducir las nanoesponjas de macrófagos en uso clínico. Los siguientes pasos incluyen la fabricación de las nanoesponjas a gran escala y la realización de ensayos con animales grandes.
Este trabajo es apoyado por la National Science Foundation subvención DMR-1505699, la Agencia Conjunta de Defensa de la Agencia de Reducción de Amenazas de Ciencia y Tecnología para la Defensa Química y Biológica subvención HDTRA1-14-1-0064 y los Institutos Nacionales de Salud Conceder 1R01HL125352.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Liezel Labios. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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