Stratégies nouvelles les explorant pour guérir les dégâts après une crise cardiaque

Pour les gens qui survivent une crise cardiaque, les jours juste après l'événement sont critiques pour leur longévité et guérison à long terme du tissu du coeur. Maintenant les chercheurs à l'Université Northwestern et à l'Université de Californie, San Diego (Uc San Diego) ont conçu une plate-forme d'une façon minimum invasive pour livrer un nanomaterial qui transforme la réaction inflammatoire du fuselage en signe de guérir plutôt que des moyens du marquage suivant une crise cardiaque.

Des stratégies de bureau d'études de tissu pour remonter ou compléter la matrice extracellulaire qui dégrade suivre une crise cardiaque ne sont pas neuve, mais la plupart des hydrogels prometteurs ne peuvent pas être livrés au coeur utilisant la distribution d'une façon minimum invasive de cathéter parce qu'elles encrassent le tube. L'équipe de Du nord-ouest-UC San Diego a expliqué une voie nouvelle de livrer une substance bioactivated, biodégradable, régénératrice par un cathéter non envahissant sans encrasser.

La recherche, qui a été conduite in vivo dans un modèle de rat, était publiée récent dans les transmissions de nature de tourillon. Nathan du nord-ouest C. Gianneschi et Karen Christman d'Uc San Diego sont les chercheurs Co-principaux.

« Cette recherche centrée sur établir une plate-forme dynamique, et la beauté est que ce système de distribution maintenant peut être modifié pour employer des chimies ou la thérapeutique différentes, » Gianneschi ont dit.

Gianneschi est le Jacob et le professeur de Rosaline Cohn au département de chimie dans l'université de Weinberg des arts et des sciences et dans les services du scientifique et technique de matériaux et du génie biomédical dans l'école de McCormick du bureau d'études.

Quand une personne a une crise cardiaque, la matrice extracellulaire est décollée loin et des formes de tissu de cicatrice dans sa place, diminuant la fonctionnalité du coeur. Pour cette raison, la plupart des survivants de crise cardiaque ont un certain degré de cardiopathie, la principale cause du décès en Amérique.

« Nous avons recherché à produire une approche basée sur peptide parce que les composés forment les nanofibers qui examinent et agissent mécaniquement très assimilés à la matrice extracellulaire indigène. Les composés sont également biodégradables et biocompatible, » a dit la première Andrea Carlini auteur. Il est maintenant un boursier post-doctoral dans le laboratoire de John Rogers, dans le service du nord-ouest du scientifique et technique de matériaux.

« La plupart des stratégies précliniques se sont fondées sur les injections directes dans le coeur, mais parce que ce n'est pas une option faisable pour des êtres humains, nous avons recherché à développer une plate-forme qui pourrait être fournie par l'intermédiaire de l'intracoronaire ou du cathéter transendocardial, » avons dit Carlini, qui était un étudiant de troisième cycle dans le laboratoire de Gianneschi quand l'étude a été entreprise.

Les peptides sont les réseaux courts des acides aminés instrumentaux pour la guérison. L'approche d'équipe se fonde sur un cathéter pour livrer les peptides de auto-montage -- et éventuellement un thérapeutique -- au coeur après infarctus du myocarde, ou crise cardiaque.

« Ce qui nous avons produit est un type de viser-et-réaction de matériau, » a indiqué Gianneschi, directeur associé d'institut international du nord-ouest de nanotechnologie et d'un membre de l'institut de Simpson Querrey.

« Nous injectons une solution de auto-montage de peptide qui cherche un objectif -- la matrice extracellulaire endommagée du coeur -- et la solution est alors activée par l'environnement inflammatoire lui-même et des gels, » il a dit. « La clavette est de faire produire le matériau un cadre de auto-montage, qui imite l'échafaudage naturel qui retient des cellules et des tissus ensemble. »

La recherche préclinique de l'équipe a été conduite chez les rats et segmentée dans deux tests d'épreuve-de-concept. Le premier test a déterminé que le matériau pourrait être alimenté par un cathéter sans encrasser et sans agir l'un sur l'autre avec du sang humain. Le deuxième a déterminé si les peptides de auto-montage pourraient trouver leur chemin au tissu endommagé, dérivant le tissu du coeur sain. Les chercheurs ont produit et ont fixé une balise fluorescente aux peptides de auto-montage et alors imagé le coeur pour voir où les peptides ont éventuellement arrangé.

« Dans les anciens travaux avec les nanoparticles sensibles, nous avons produit la fluorescence tachetée dans la région de crise cardiaque, mais dans ce cas, nous pouvions voir de grands ensembles continus d'hydrogel dans tout le tissu, » Carlini a dit.

Les chercheurs savent maintenant que quand ils retirent la balise fluorescente et la remplacent par un thérapeutique, les peptides de auto-montage situeront à l'endroit affecté du coeur. Une barrière est que la distribution de cathéter dans un modèle de rongeur est bien plus compliquée -- à cause du fuselage beaucoup plus petit de l'animal -- que la même procédure dans un être humain. C'est un endroit où le laboratoire de Christman chez Uc San Diego a la profonde connaissance.

Si l'équipe de recherche peut s'avérer leur approche pour être efficace, alors il y a « un circuit assez clair » en termes de progrès vers un test clinique, Gianneschi a dit. Le procédé, cependant, prendrait plusieurs années.

« Nous avons commencé à travailler sur cette chimie en 2012, et elle a pris l'immense effort pour produire un modulaire et synthétiquement la plate-forme simple qui gélifierait sûrement en réponse à l'environnement inflammatoire, » Carlini a dit. « Une découverte importante s'est produite quand nous avons développé les cyclopeptides sterically contraints, qui circulent librement pendant la distribution et se réunissent alors rapidement dans des hydrogels quand ils contactent les enzymes maladie-associées. »

Par la programmation dans un contact ressort ressort, Carlini pouvait déferler ces composés naturellement circulaires pour produire une substance plate avec beaucoup plus de surface et d'adhérence plus grande. Le procédé produit les conditions pour que les peptides mieux auto-montent, ou la pile, placé sur un un autre et pour forment l'échafaudage qui ressemble tellement attentivement à la matrice extracellulaire indigène.

Après avoir expliqué la capacité de la plate-forme d'activer en présence des enzymes maladie-associées de détail, le laboratoire de Gianneschi également a validé les approches analogues dans la maladie artérielle périphérique et dans le cancer métastatique, qui produisent le produit chimique assimilé et les réactions inflammatoires biologiques.