Strategie novelle d'esplorazione per guarire danno dopo un attacco di cuore

Per la gente che sopravvive ad un attacco di cuore, i giorni subito dopo dell'evento sono critici per la loro longevità e guarigione a lungo termine del tessuto del cuore. Ora i ricercatori alla Northwestern University ed all'università di California, San Diego (Uc San Diego) hanno progettato una piattaforma come minimo dilagante per consegnare un nanomaterial che trasforma la risposta infiammatoria dell'organismo in un segnale guarire piuttosto che mezzi di sfregio che seguono un attacco di cuore.

Le strategie di assistenza tecnica del tessuto per sostituire o completare la matrice extracellulare che degrada quanto segue un attacco di cuore non è nuova, ma la maggior parte dei idrogel di promessa non possono essere consegnati al cuore facendo uso della consegna come minimo dilagante del catetere perché ostruiscono il tubo. Il gruppo del Nordoccidentale-UC San Diego ha dimostrato un modo novello consegnare una sostanza bioactivated, biodegradabile, a ricupero tramite un catetere non invadente senza ostruire.

La ricerca, che è stata condotta in vivo in un modello del ratto, è stata pubblicata recentemente nelle comunicazioni della natura del giornale. Nathan nordoccidentale C. Gianneschi e Karen Christman di Uc San Diego sono i ricercatori co-principali.

“Questa ricerca concentrata sullo sviluppo della piattaforma dinamica e la bellezza è che questo delivery system ora può essere modificato per usare le chimiche o la terapeutica differenti,„ Gianneschi hanno detto.

Gianneschi è il Jacob ed il professore di Rosaline Cohn nel dipartimento di chimica nell'istituto universitario di Weinberg delle arti e delle scienze e nei dipartimenti di scienza e di assistenza tecnica dei materiali e di assistenza tecnica biomedica nel banco di McCormick di assistenza tecnica.

Quando una persona ha un attacco di cuore, la matrice extracellulare è spogliata via e moduli del tessuto della cicatrice nel suo posto, facente diminuire la funzionalità del cuore. A causa di questo, la maggior parte dei superstiti di attacco di cuore hanno certo grado di malattia di cuore, la causa della morte principale in America.

“Abbiamo cercato di creare ad un approccio basato a peptide perché i composti formano i nanofibers che guardano e meccanicamente agiscono molto simili alla matrice extracellulare indigena. I composti egualmente sono biodegradabili e biocompatibile,„ ha detto prima Andrea Carlini autore. Ora è un collega postdottorale nel laboratorio di John Rogers, nel dipartimento nordoccidentale di scienza e di assistenza tecnica dei materiali.

“La maggior parte delle strategie precliniche hanno contato sulle iniezioni dirette nel cuore, ma perché questa non è un'opzione fattibile per gli esseri umani, abbiamo cercato di sviluppare una piattaforma che potrebbe essere consegnata tramite catetere intracoronary o transendocardial,„ abbiamo detto Carlini, che era un dottorando nel laboratorio di Gianneschi quando gli studi sono stati intrapresi.

I peptidi sono brevi catene degli amminoacidi strumentali per guarire. L'approccio del gruppo conta su un catetere per consegnare i peptidi dimontaggio -- e finalmente un terapeutico -- al cuore che segue infarto miocardico, o attacco di cuore.

“Che cosa abbiamo creato è un tipo di mirare-e-risposta di materiale,„ ha detto Gianneschi, direttore associato dell'istituto internazionale nordoccidentale di nanotecnologia e di un membro dell'istituto di Simpson Querrey.

“Iniettiamo una soluzione dimontaggio del peptide che cerca un obiettivo -- la matrice extracellulare nociva del cuore -- e la soluzione poi è attivata dall'ambiente infiammatorio stesso e gel,„ ha detto. “Il tasto è di fare creare il materiale una struttura dimontaggio, che imita l'impalcatura naturale che tiene insieme le celle ed i tessuti.„

La ricerca preclinica del gruppo è stata condotta in ratti ed è stata segmentata in due prove di proof of concept. La prima prova ha stabilito che il materiale potrebbe essere alimentato tramite un catetere senza ostruire e senza interagire con il sangue umano. Il secondo ha determinato se i peptidi dimontaggio potrebbero trovare il loro modo al tessuto nocivo, oltrepassando il tessuto sano del cuore. I ricercatori hanno creato e fissato un tag fluorescente ai peptidi dimontaggio e poi imaged il cuore per vedere dove i peptidi finalmente si sono sistemati.

“Nel lavoro precedente con le nanoparticelle rispondenti, abbiamo prodotto la fluorescenza macchiata nella regione di attacco di cuore, ma in questo caso, potevamo vedere le grandi installazioni continue dell'idrogel in tutto il tessuto,„ Carlini ha detto.

I ricercatori ora sanno che quando eliminano il tag fluorescente e lo sostituiscono con un terapeutico, i peptidi dimontaggio individueranno all'area commovente del cuore. Una transenna è che la consegna del catetere in un modello del roditore è molto più complicata -- a causa di organismo molto più piccolo dell'animale -- che la stessa procedura in un essere umano. Ciò è un'area dove il laboratorio di Christman a Uc San Diego ha conoscenza profonda.

Se il gruppo di ricerca può rivelarsi il loro approccio per essere efficace, quindi c'è “un percorso equo chiaro„ in termini di progressione verso un test clinico, Gianneschi ha detto. Il trattamento, tuttavia, richiederebbe parecchi anni.

“Abbiamo cominciato lavorare a questa chimica nel 2012 ed ha catturato lo sforzo immenso per produrre un modulare e sinteticamente piattaforma semplice che si gelificherebbe attendibilmente in risposta all'ambiente infiammatorio,„ Carlini ha detto. “Un'innovazione importante ha accaduto quando abbiamo sviluppato i peptidi ciclici sterically costretti, che scorrono liberamente durante la consegna e poi rapido montano negli idrogel quando contattano gli enzimi malattia-associati.„

Programmando in un'opzione sorgenta sorgente, Carlini poteva spiegare questi composti naturalmente circolari per creare una sostanza piana con molto più area e maggior viscosità. Il trattamento crea i termini affinchè i peptidi auto-monti, o la pila, in cima ad uno un altro e per formare meglio l'impalcatura che somiglia così molto attentamente alla matrice extracellulare indigena.

Dimostrando la capacità della piattaforma di attivare in presenza degli enzimi malattia-associati specifici, il laboratorio di Gianneschi egualmente ha convalidato gli approcci analoghi nella malattia periferica dell'arteria e nel cancro metastatico, di cui ciascuno producono il simile prodotto chimico e le risposte infiammatorie biologiche.