Наночастицы обошли обычные лекарства в лечении воспаленных легких

Ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) разработали имитирующие иммунные клетки наночастицы, которые нацелены на воспаленные ткани легких и способны доставлять лекарства туда, куда обычные терапевтические средства не могут проникнуть в нужных количествах. Действенность нового метода была доказана на мышах с воспалением в легких, и наночастицы по эффективности обошли обычные лекарства. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Наночастицы VLA-NP были сконструированы из полимерных ядер, покрытых клеточной мембраной, которая в больших количествах содержит мембранный белок VLA-4. Этот белок экспрессируется на поверхности большинства иммунных клеток-лейкоцитов. Его особым свойством является то, что он связывается с лигандом VCAM-1, расположенным на поверхности эндотелиальных клеток. В результате такого взаимодействия лейкоциты «облепляют» поврежденные воспалением ткани, что усиливает борьбу с инфекцией или другим патологическим процессом (например, лейкоциты могут скапливаться на поверхности злокачественных опухолей).

Клеточную мембрану с VLA-4 получали из генетически модифицированных живых клеток, после чего «надевали» на полимерные частицы из молочной и гликолевой кислоты. В диаметре полученные наночастицы достигали 175 нанометров. В ходе тестирования ученые использовали линию эндотелиальных клеток головного мозга мышей bEnd.3, которые известны тем, что усиливают экспрессию лиганда VCAM-1 в присутствии провоспалительных сигналов, например липополисахарида, который входит в состав мембраны бактерий. Было подтверждено, что VLA-NP нацеливались только на те клетки, что подвергались воспалительному процессу, и игнорировали остальные.

На втором этапе исследования ученые поместили внутрь VLA-NP противовоспалительный препарат дексаметазон (DEX) и сначала испытали их на дендритных клетках, обработка которых липополисахаридом вызывает выброс цитокинов. Подтвердив, что наночастицы останавливали синтез воспалительных цитокинов, специалисты перешли к мышиной модели воспаления легких. Грызунам ввели липополисахариды прямо в легкие, а затем внутривенно наночастицы с флуоресцентными метками. Оказалось, что VLA-NP накапливались в легких, специфически связываясь с воспаленными тканями. По уровню креатинина (маркера токсичности для почек) ученые определили, что наночастицы с DEX внутри не оказывали токсичное воздействие в отличие от свободного дексаметазона, который вводили другой группе животных.

Что касается лечебного эффекта, то ученые не обнаружили никаких признаков воспаления в тканях легких после вскрытия мышей. При этом свободный дексаметазон так и не смог устранить патологический процесс, что подчеркивает пользу именно адресной доставки препарата, а не его системного воздействия на организм.