Estrategias nuevas de exploración para curar daño después de un ataque del corazón

Para la gente que sobrevive un ataque del corazón, los días inmediatamente después de la acción son críticos para su longevidad y cura a largo plazo del tejido del corazón. Ahora los investigadores en la Universidad Northwestern y la Universidad de California, San Diego (Uc San Diego) han diseñado una plataforma como mínimo invasor para entregar un nanomaterial que gira la reacción inflamatoria de la carrocería en una señal de curar bastante que los medios de marcar con una cicatriz que seguían un ataque del corazón.

Las estrategias de la ingeniería del tejido para reemplazar o para complementar la matriz extracelular que degrada el siguiente de un ataque del corazón no es nueva, solamente la mayoría de los hidrogeles prometedores no se pueden entregar al corazón usando lanzamiento como mínimo invasor del catéter porque estorban el tubo. Las personas del Del noroeste-UC San Diego han demostrado una manera nueva de entregar una substancia bioactivated, biodegradable, regeneradora a través de un catéter no invasor sin la obstrucción.

La investigación, que conducto in vivo en un modelo de la rata, fue publicada recientemente en las comunicaciones de la naturaleza del gorrón. Nathan del noroeste C. Gianneschi y Karen Christman de Uc San Diego son los investigadores co-principales.

“Esta investigación centrada sobre la construcción de una plataforma dinámica, y la belleza es que este sistema de envío ahora se puede modificar para utilizar diversas químicas o terapéutica,” Gianneschi dijeron.

Gianneschi es el Jacob y el profesor de Rosaline Cohn en el departamento de la química en la universidad de Weinberg de artes y de ciencias y en los departamentos de la ciencia material y de la ingeniería y de la ingeniería biomédica en la escuela de McCormick de la ingeniería.

Cuando una persona tiene un ataque del corazón, la matriz extracelular se estropea de distancia y las formas del tejido de la cicatriz en su lugar, disminuyendo las funciones del corazón. Debido a esto, la mayoría de los sobrevivientes del ataque del corazón tienen cierto grado de enfermedad cardíaca, la causa de la muerte de cabeza en América.

“Intentamos crear una aproximación péptido-basada porque las composiciones forman los nanofibers que parecen y actúan mecánicamente muy similares a la matriz extracelular nativa. Las composiciones también son biodegradables y biocompatible,” dijo a primera Andrea Carlini autor. Ella ahora es un becario postdoctoral en el laboratorio de Juan Rogers, en el departamento del noroeste de la ciencia material y de la ingeniería.

“La mayoría de las estrategias preclínicas han confiado en inyecciones directas en el corazón, pero porque esto no es una opción posible para los seres humanos, intentamos desarrollar una plataforma que se podría entregar vía el catéter intracoronary o transendocardial,” dijimos a Carlini, que era estudiante de tercer ciclo en el laboratorio de Gianneschi cuando el estudio conducto.

Los péptidos son cadenas cortas de los aminoácidos instrumentales para curar. La aproximación de personas confía en un catéter para entregar los péptidos de uno mismo-montaje -- y eventual un terapéutico -- al corazón que sigue el infarto del miocardio, o al ataque del corazón.

“Qué hemos creado es un tipo de la apuntar-y-reacción de material,” dijo a Gianneschi, director adjunto del instituto internacional del noroeste de la nanotecnología y de una pieza del instituto de Simpson Querrey.

“Inyectamos una solución de uno mismo-montaje del péptido que busque un objetivo -- la matriz extracelular dañada del corazón -- y la solución entonces es activada por el ambiente inflamatorio sí mismo y los geles,” él dijo. “La llave es hacer que el material cree un marco de uno mismo-montaje, que imita el andamio natural que espera las células y los tejidos juntos.”

La investigación preclínica de las personas conducto en ratas y fue dividida en segmentos en dos pruebas del prueba-de-concepto. La primera prueba estableció que el material se podría introducir a través de un catéter sin la obstrucción y sin obrar recíprocamente con sangre humana. El segundo determinó si los péptidos de uno mismo-montaje podrían encontrar su manera al tejido dañado, sobrepasando el tejido sano del corazón. Los investigadores crearon y sujetaron una etiqueta fluorescente a los péptidos de uno mismo-montaje y entonces reflejado el corazón para ver donde los péptidos establecieron eventual.

“En trabajo previo con los nanoparticles responsivos, produjimos fluorescencia manchada en la región del ataque del corazón, pero en este caso, podíamos ver los montajes contínuos grandes del hidrogel en el tejido,” Carlini dijo.

Los investigadores ahora saben que cuando quitan la etiqueta fluorescente y la reemplazan por un terapéutico, los péptidos de uno mismo-montaje situarán al área afectada del corazón. Un obstáculo es que el lanzamiento del catéter en un modelo del roedor es lejos más complicado -- debido a la carrocería mucho más pequeña del animal -- que el mismo procedimiento en un ser humano. Ésta es una área donde el laboratorio de Christman en Uc San Diego tiene conocimiento profundo.

Si el equipo de investigación puede demostrar su aproximación para ser eficaz, después hay “un camino bastante sin obstrucción” en términos de progreso hacia una juicio clínica, Gianneschi dijo. El proceso, sin embargo, tardaría varios años.

“Comenzamos a trabajar en esta química en 2012, y tomó esfuerzo inmenso de producir un modular y sintetizadamente la plataforma simple que se gelificaría seguro en respuesta al ambiente inflamatorio,” Carlini dijo. “Una ruptura importante ocurrió cuando desarrollamos los péptidos cíclicos sterically obligados, que fluyen libremente durante lanzamiento y después montan rápidamente en hidrogeles cuando entran en contacto con las enzimas enfermedad-asociadas.”

Programando en a muelle-como el interruptor, Carlini podía desplegar estas composiciones naturalmente circulares para crear una substancia plana con mucho más superficie y mayor viscosidad. El proceso crea las condiciones para que los péptidos uno mismo-monten, o la pila, encima de uno otro y formen mejor el andamio que se asemeja tan de cerca a la matriz extracelular nativa.

Demostrando la capacidad de la plataforma de activar en presencia de las enzimas enfermedad-asociadas específicas, el laboratorio de Gianneschi también ha validado las aproximaciones análogas en enfermedad periférica de la arteria y en cáncer metastático, que producen la substancia química similar y reacciones inflamatorias biológicas.