Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han desarrollado "nanoesponjas" de neutrófilos que pueden absorber y neutralizar de manera segura una variedad de proteínas que juegan un papel en la progresión de la artritis reumatoide. Las inyecciones de estas nanoesponjas trataron eficazmente la artritis reumatoide severa en dos modelos de ratonesLa administración temprana de nanoesponjas también evitó que la enfermedad se desarrollara.
El trabajo se publica el 3 de septiembre Nanotecnología de la naturaleza .
"Las nanoesponjas son un nuevo paradigma de tratamiento para impedir que las moléculas patológicas provoquen enfermedades en el cuerpo", dijo el autor principal Liangfang Zhang, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de California San Diego Jacobs. "En lugar de crear tratamientos para bloquear algunostipos específicos de moléculas patológicas, estamos desarrollando una plataforma que puede bloquear un amplio espectro de ellas, y de esta manera podemos tratar y prevenir enfermedades de manera más efectiva y eficiente ".
Este trabajo es uno de los últimos ejemplos de nanoesponjas terapéuticas desarrolladas por el laboratorio de Zhang. Zhang, quien está afiliado al Instituto de Ingeniería en Medicina y al Centro de Cáncer Moores en UC San Diego, y su equipo desarrolló previamente nanoesponjas de glóbulos rojos para combatiry prevenir infecciones por MRSA y nanoesponjas de macrófagos para tratar y controlar la sepsis.
Las nuevas nanoesponjas son nanopartículas de polímero biodegradable recubierto con las membranas celulares de los neutrófilos, un tipo de glóbulo blanco.
Los neutrófilos se encuentran entre los primeros respondedores del sistema inmune contra los patógenos invasores. También se sabe que desempeñan un papel en el desarrollo de la artritis reumatoide, una enfermedad autoinmune crónica que causa inflamación dolorosa en las articulaciones y, en última instancia, puede dañar el cartílago y los huesostejido.
Cuando se desarrolla la artritis reumatoide, las células en las articulaciones producen proteínas inflamatorias llamadas citocinas. La liberación de citocinas indica a los neutrófilos que ingresen a las articulaciones. Una vez allí, las citocinas se unen a los receptores en las superficies de los neutrófilos, activándolos para liberar más citocinas, lo que a su vez atraemás neutrófilos en las articulaciones, etc.
Las nanoesponjas esencialmente cortan esta cascada inflamatoria en la yema. Al actuar como pequeños señuelos de neutrófilos, interceptan las citocinas y evitan que envíen aún más neutrófilos a las articulaciones, lo que reduce la inflamación y el daño articular.
Estas nanoesponjas ofrecen una alternativa prometedora a los tratamientos actuales para la artritis reumatoide. Algunos fármacos de anticuerpos monoclonales, por ejemplo, han ayudado a los pacientes a controlar los síntomas de la enfermedad, pero funcionan neutralizando solo tipos específicos de citocinas. Esto no es suficiente para tratar elenfermedad, dijo Zhang, porque hay muchos tipos diferentes de citocinas y moléculas patológicas involucradas.
"Neutralizar solo uno o dos tipos podría no ser tan efectivo. Por lo tanto, nuestro enfoque es tomar membranas celulares de neutrófilos, que naturalmente tienen receptores para unir todos estos diferentes tipos de citocinas, y usarlas para controlar una población completa de moléculas inflamatorias,"dijo Zhang.
"Esta estrategia elimina la necesidad de identificar citocinas específicas o señales inflamatorias en el proceso. Usando membranas de células de neutrófilos enteras, estamos cortando todas estas señales inflamatorias a la vez", dijo el primer autor Qiangzhe Zhang, estudiante de doctorado.en el grupo de investigación del profesor Liangfang Zhang en la UC San Diego.
Para fabricar las nanoesponjas de neutrófilos, los investigadores primero desarrollaron un método para separar los neutrófilos de la sangre completa. Luego procesaron las células en una solución que hace que se hinchen y exploten, dejando las membranas atrás. Las membranas se dividieron en muchopiezas más pequeñas. Al mezclarlas con nanopartículas en forma de bola hechas de polímero biodegradable, se fusionaron las membranas de las células de neutrófilos en las superficies de las nanopartículas.
"Uno de los principales desafíos de este trabajo fue racionalizar todo este proceso, desde aislar neutrófilos de la sangre hasta eliminar las membranas, y hacer que este proceso sea repetible. Pasamos mucho tiempo resolviendo esto y finalmente creamos una producción constante de nanoesponjas de neutrófiloslínea ", dijo Qiangzhe Zhang.
En modelos de ratones con artritis reumatoide severa, la inyección de nanoesponjas en las articulaciones inflamadas redujo la inflamación y protegió el cartílago de daños mayores. Los nanoesponjas funcionaron tan bien como los tratamientos en los que se administró a los ratones una dosis alta de anticuerpos monoclonales.
Las nanoesponjas también funcionaron como un tratamiento preventivo cuando se administraron antes de inducir la enfermedad en otro grupo de ratones.
El profesor Liangfang Zhang advierte que el tratamiento con nanoesponja no elimina la enfermedad. "Básicamente podemos manejar la enfermedad. No ha desaparecido por completo. Pero la hinchazón se reduce en gran medida y se minimiza el daño del cartílago", dijo.
El equipo espera ver algún día su trabajo en ensayos clínicos.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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