Сухожилията са малки, но здрави връзки между костите и мускулите. Когато те са увредени, възстановяването на сухожилието не е никак лесна задача. Алейна Лоазел (Alayna Loiselle), изследовател в областта на ортопедията в Медицинския център на Университета в Рочестър, разработва нови терапевтични средства за лечение на наранявания на сухожилията.
Алейна Лоазел разработва противовъзпалително лекарство, което действа върху сухожилията. Кредит: Lynne TsengНейната неотдавнашна работа, публикувана в Science Advances, е насочена към едно от основните предизвикателства при лечението на сухожилия: доставянето на лекарството до самите сухожилия.
В интервю за The Scientist Лоазел описва как внимателно разработените наночастици могат да подобрят целенасоченото доставяне на лекарства до сухожилията при наранявания и много други.
Какво затруднява лечението на травми на сухожилията?
В момента вниманието ни е насочено основно към острите травматични увреждания. По-рано те се случваха, когато хората си порязваха ръката, докато режеха багети, а сега това обикновено е авокадо. Хирургичното възстановяване е до голяма степен стандарт, но сухожилията са сложни, защото организмът трябва да създаде матрица (матрикс*), за да възстанови тъканта. Често сухожилието прекалява и произвежда твърде много матрикс, така че пациентите образуват твърде много белези и сухожилието губи част от функционалността си. Почти цялата ми кариера е свързана с идентифицирането на стратегии за подпомагане на по-доброто заздравяване на сухожилията.
*Извънклетъчният матрикс е понятие в биологията, което обобщава съвкупността от вещества, заобикалящи клетките в даден тип тъкан.
Как новите лекарства могат да помогнат за по-лесното заздравяване на сухожилията?
Съществува оптималност: трябва да се образува достатъчно матрикс, за да се възстанови сухожилието, но не искате да образувате голяма, обемиста тъкан с белези, която не може да се движи добре. Това е целта на терапевтичното средство. Много хора са опитвали противовъзпалителни лечения, защото възпалението е първият етап от лечението и може да доведе до прекомерно образуване на белези.
Тези проучвания обаче не са били супер ефективни и се чудя дали това отчасти е свързано с това колко ефективно лечението достига до сухожилието. Нашето проучване показа, че когато тези лекарства се прилагат системно, те не достигат много добре до сухожилието. Това бе мотивът за последната ни работа: Нуждаехме се от начин, по който обещаващите терапии да достигат до сухожилието сравнително ефективно.
Каква стратегия използвахте, за да доставите лекарства в сухожилието?
Изследванията ми винаги са били насочени към фундаменталните механизми на лечението, за да се идентифицират кандидати за терапевтично лечение, но екипът ми не беше обмислял твърде много реалните практически аспекти на доставката на лекарства. Именно тук се проявява силата на сътрудничеството: Лабораторията на Даниел Беноа (Danielle Benoit) в Университета на Орегон разработва наночастици като система за доставка на лекарства. Те използват различни лиганди*, за да улеснят насочването на наночастиците към различни тъкани.
*Лигандът е йон или молекула (функционална група), който се свързва с централен метален атом, образувайки комплексно съединение.
Един пример за лиганд, който Беноа е разработила за наночастици, е пептид, свързващ тартаратната резистентна киселинна фосфатаза (TRAP), който има висок афинитет към областите с активност на TRAP. TRAP има роля в костното ремоделиране, така че това е наистина добра система за доставка на лекарства за заздравяване на костни фрактури. Винаги съм се възхищавала на тази система и се чудех дали има нещо в сухожилието, което бихме могли да поставим върху тези наночастици, за да им помогнем да се приберат в сухожилието по-ефективно. Чрез пространственото транскриптомно профилиране се оказа, че в сухожилията има наистина силна експресия на TRAP.
Как използвахте наночастиците като част от терапевтичния си подход?
Използвахме лекарство инхибитор на S100A4, което е молекула, която вероятно има някаква роля във възпалението, но също така има много общо с отлагането на матрикс. Поставихме лекарството в наночастиците и го инжектирахме на мишки с увредено сухожилие. Ако сухожилието заздравее по-добре, то би трябвало да е по-здраво и да има по-добър обхват на движение. В нашето проучване видяхме подобрения и в двата резултата, което беше наистина хубаво и ни даде надежда за ефективността на тази терапия.
Какви са следващите стъпки за разработване на този подход за доставка на лекарства?
В крайна сметка целта ни е да разполагаме със система, която можем да даваме на пациентите, за да подобрим резултатите им, така че сега се опитваме да се справим с предизвикателствата за увеличаване на мащаба до по-големи предклинични модели и клинични изпитвания. Също така провеждаме проучвания за безопасност, за да покажем, че тези наночастици се понасят добре и се изчистват. Не наблюдаваме съществени ефекти извън целта.
Смятам, че се намираме в наистина вълнуващо време. Преди бяхме ограничени от технологията, когато търсехме клетки или процеси, участващи в лечението. Но сега, с достъпността на инструменти като секвениране на единични клетки и пространствена транскриптомика, разполагаме с наистина мощни набори от данни, които можем да използваме за цялостно разбиране на този процес. Оттук нататък става въпрос само за приоритизиране на най-критичните стъпки и идентифициране на начини за насочване на тези процеси.
Справка:
- Adjei-Sowah E, et al. Development of a nanoparticle-based tendon-targeting drug delivery system to pharmacologically modulate tendon healing. Sci Adv. 2024;10(25):eadn2332.
- Wang Y, et al. Fracture-targeted delivery of β-catenin agonists via peptide-functionalized nanoparticles augments fracture healing. ACS Nano. 2017;11(9):9445-9458.
- Ackerman JE, et al. Defining the spatial-molecular map of fibrotic tendon healing and the drivers of Scleraxis-lineage cell fate and function. Cell Rep. 2022;41(8):111706.
Източник: A Nanoparticle Approach to Treat Torn Tendons, Aparna Nathan, The Scientist
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари