Estratégias novas de exploração para curar dano após um cardíaco de ataque

Para os povos que sobrevivem a um cardíaco de ataque, os dias imediatamente depois do evento são críticos para suas longevidade e cura a longo prazo do tecido do coração. Agora os pesquisadores na Universidade Northwestern e no University of California, San Diego (Uc San Diego) projectaram uma plataforma mìnima invasora entregar um nanomaterial que transformasse a resposta inflamatório do corpo em um sinal curar um pouco do que os meios de scarring que seguem um cardíaco de ataque.

As estratégias da engenharia do tecido para substituir ou suplementar a matriz extracelular que degrada o seguimento de um cardíaco de ataque não é nova, mas a maioria de hydrogels prometedores não podem ser entregados ao coração usando mìnima a entrega invasora do cateter porque obstruem a câmara de ar. A equipe do Do noroeste-UC San Diego demonstrou uma maneira nova de entregar uma substância bioactivated, biodegradável, regenerativa através de um cateter não invasor sem obstruir-se.

A pesquisa, que foi conduzida in vivo em um modelo do rato, foi publicada recentemente nas comunicações da natureza do jornal. Nathan do noroeste C. Gianneschi e a Karen Christman de Uc San Diego são os investigador co-principais.

“Esta pesquisa centrada sobre a construção de uma plataforma dinâmica, e a beleza são que este sistema de entrega agora pode ser alterado para usar química ou a terapêutica diferente,” Gianneschi disseram.

Gianneschi é o Jacob e o professor de Rosaline Cohn no departamento de química na faculdade de Weinberg das artes e das ciências e nos departamentos da ciência e da engenharia de materiais e da engenharia biomedicável na escola de McCormick da engenharia.

Quando uma pessoa tem um cardíaco de ataque, a matriz extracelular está descascada afastado e formulários do tecido da cicatriz em seu lugar, diminuindo a funcionalidade do coração. Devido a isto, a maioria de sobreviventes do cardíaco de ataque têm algum grau de doença cardíaca, a causa de morte principal em América.

“Nós procuramos criar uma aproximação peptide-baseada porque os compostos formam os nanofibers que olham e actuam mecanicamente muito similares à matriz extracelular nativa. Os compostos igualmente são biodegradáveis e biocompatible,” disse primeira Andrea Carlini autor. É agora um companheiro pos-doctoral no laboratório de John Rogers, no departamento do noroeste da ciência e da engenharia de materiais.

“A maioria de estratégias pré-clínicas confiaram em injecções directas no coração, mas porque esta não é uma opção praticável para seres humanos, nós procuramos desenvolver uma plataforma que poderia ser entregada através do cateter intracoronary ou transendocardial,” dissemos Carlini, que era um aluno diplomado no laboratório de Gianneschi quando o estudo foi conduzido.

Os Peptides são correntes curtos dos ácidos aminados instrumentais para curar. A aproximação de equipe confia em um cateter para entregar peptides demontagem -- e eventualmente um terapêutico -- ao coração depois do enfarte do miocárdio, ou ao cardíaco de ataque.

“O que nós criamos é um tipo da visar-e-resposta de material,” disse Gianneschi, director adjunto do instituto internacional do noroeste da nanotecnologia e de um membro do instituto de Simpson Querrey.

“Nós injectamos uma solução demontagem do peptide que procure um alvo -- a matriz extracelular danificada do coração -- e a solução é activada então pelo ambiente inflamatório próprio e geles,” disse. “A chave é mandar o material criar uma estrutura demontagem, que imite o andaime natural que mantem pilhas e tecidos unidos.”

A pesquisa pré-clínica da equipe foi conduzida nos ratos e segmentada em dois testes do prova--conceito. O primeiro teste estabeleceu que o material poderia ser alimentado através de um cateter sem se obstruir e sem interagir com o sangue humano. O segundo determinou se os peptides demontagem poderiam encontrar sua maneira ao tecido danificado, contorneando o tecido saudável do coração. Os pesquisadores criaram e anexaram uma etiqueta fluorescente aos peptides demontagem e imaged o coração para ver então onde os peptides se estabeleceram eventualmente.

“Nos trabalhos anteriores com nanoparticles responsivos, nós produzimos fluorescência salpicada na região do cardíaco de ataque, mas neste caso, nós podíamos ver os grandes conjuntos contínuos do hydrogel durante todo o tecido,” Carlini disse.

Os pesquisadores sabem agora que quando removem a etiqueta fluorescente e a substituem com um terapêutico, os peptides demontagem localizarão à área afetada do coração. Um obstáculo é que a entrega do cateter em um modelo do roedor é distante mais complicada -- devido ao corpo muito menor do animal -- do que o mesmo procedimento em um ser humano. Esta é uma área onde o laboratório de Christman em Uc San Diego tem o conhecimento profundo.

Se a equipa de investigação pode provar sua aproximação ser eficaz, a seguir há “um trajecto razoavelmente claro” em termos do progresso para um ensaio clínico, Gianneschi disse. O processo, contudo, tomaria diversos anos.

“Nós começamos trabalhar nesta química em 2012, e tomou o esforço imenso para produzir um modular e sintètica a plataforma simples que se coagularia confiantemente em resposta ao ambiente inflamatório,” Carlini disse. “Uma descoberta principal ocorreu quando nós desenvolvemos os peptides cíclicos sterically forçados, que fluem livremente durante a entrega e então montam ràpida em hydrogels quando vêm em contacto com enzimas doença-associadas.”

Programando na mola-como o interruptor, Carlini podia unfurl estes compostos naturalmente circulares para criar uma substância lisa com muito mais área de superfície e maior viscosidade. O processo cria condições para que os peptides auto-montem, ou pilha, sobre um outro e formem melhor o andaime que se assemelha tão pròxima à matriz extracelular nativa.

Demonstrando a capacidade da plataforma para activar na presença das enzimas doença-associadas específicas, o laboratório de Gianneschi igualmente validou as aproximações análogas na doença periférica da artéria e no cancro metastático, cada qual produzem o produto químico similar e respostas inflamatórios biológicas.