Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

A tecnologia inovador podia aumentar a eficiência terapêutica dos nanomedicines

Os pesquisadores do instituto de Moscovo da física e da tecnologia e de seus colegas do instituto de Shemyakin-Ovchinnikov da química de Bioorganic e do instituto da física geral de Prokhorov da academia do russo de ciências desenvolveram uma tecnologia da descoberta para resolver um problema chave que impedisse a introdução de drogas novas na prática clínica por décadas. A solução nova prolonga a circulação sanguínea para virtualmente todo o nanomedicine, impulsionando sua eficiência terapêutica. O estudo dos pesquisadores do russo foi publicado na engenharia biomedicável da natureza e caracterizado na secção da notícia & das opiniões do jornal.

A revelação da química médica desde que o século 19th atrasado conduziu à transição da medicina tradicional às drogas com fórmulas químicas restrita definidas. Apesar de ser uns 150 anos velhos, este paradigma ainda é a base da maioria absoluta de medicamentações modernas. Suas moléculas activas tendem a executar uma função simples: active ou desactive um determinado receptor.

Contudo, desde os anos 70 muitos laboratórios têm levado a cabo as drogas da próxima geração que executariam acções complexas múltiplas simultaneamente. Por exemplo, identifique células cancerosas através de uma escala de sugestões bioquímicas, sinalize o lugar do tumor ao médico, e destrua subseqüentemente todas as pilhas malignos através das toxinas e do aquecimento.

Desde que uma molécula não pode executar todo estas funções, estrutura supramolecular maior, ou nanoparticle, tem que ser usado.

Contudo, apesar da variedade enorme de nanomaterials desenvolvidos até agora, somente os mais simples com funções altamente específicas fizeram-na na prática clínica. O maior problema em usar nanoparticles terapêuticos tem que fazer com a eficiência surpreendente de nosso sistema imunitário. Sobre milênio, a evolução aperfeiçoou a capacidade de corpo humano para eliminar entidades estrangeiras nanosized, dos vírus para fumar partículas.

Quando administrados em doses razoáveis, a maioria de nanoparticles artificiais são cancelados da circulação sanguínea pelo sistema imunitário em meros actas ou mesmo segundos. Isso meios não importa como sofisticado as drogas seja, a maioria da dose terá nem sequer uma possibilidade vir em contacto com o alvo, mas afectará tecidos saudáveis, geralmente em uma maneira tóxica.

Em seu papel recente, uma equipe dos pesquisadores do russo conduzidos pela máxima Nikitin, que dirige o laboratório da nanobiotecnologia em MIPT, props uma tecnologia universal inovador que prolongasse significativamente a circulação sanguínea e aumentasse a eficiência terapêutica de nanoagents diversos, sem necessitar sua alteração.

A tecnologia explora o facto de que o sistema imunitário elimina continuamente o velho, “expirou” glóbulos vermelhos -- aproximadamente 1% pelo dia nos seres humanos -- da circulação sanguínea.

Nós supor que se nós intensificamos ligeira este processo natural, nós poderíamos enganar o sistema imunitário. Quando assentar bem em glóbulos vermelhos do esclarecimento ocupado, menos atenção está dada ao afastamento dos nanoparticles terapêuticos. Importante, nós quisemos confundir o sistema imunitário na maneira a mais delicada, idealmente através dos mecanismos inatos do corpo um pouco do que por substâncias artificiais.”

Máxima Nikitin, cabeça do laboratório da nanobiotecnologia em MIPT

A equipe encontrou uma solução elegante, que envolvesse injetar ratos com os anticorpos pilha-específicos do sangue vermelho. Estas são moléculas que formam a base do sistema imunitário do mamífero. Reconhecem as entidades que precisam de ser removidas do corpo, neste caso RBC. A hipótese provou certo, e uma dose pequena dos anticorpos -- 1,25 miligramas pelo quilograma de peso corporal -- despejou ser muito eficaz, estendendo a circulação sanguínea dos nanoparticles dezenas de vezes. As trocas eram muito moderados, com os ratos que exibem uma mera gota de 5% em níveis do RBC, que fosse duas vezes menos do que o que qualifica como a anemia.

Os pesquisadores encontraram que sua aproximação, chamada o “cytoblockade” do sistema mononuclear do fagócito, era universal aplicável a todos os nanoparticles. Prolongou os tempos da circulação para os pontos minúsculos do quantum que medem apenas 8 nanômetros, media-escala 100 partículas do nanômetro, e as grandes mícron-feitas sob medida, assim como os nanoagents os mais avançados aprovados para o uso em seres humanos: os lipossoma polímero-revestidos do “discrição”, que se disfarçam sob um revestimento altamente inerte do glicol de polietileno para esconder do sistema imunitário. Ao mesmo tempo, o cytoblockade não danifica a capacidade do corpo para afastar fora as bactérias (micropartícula naturais) na circulação sanguínea, em doses pequenas e no caso da sepsia.

Há uma vasta gama de aplicações do nanoparticle tornadas possíveis pela nova tecnologia. Em uma série de experiências em ratos, os pesquisadores conseguiram uma melhoria dramática na entrega activa assim chamada dos nanoagents às pilhas.

Envolve os nanoparticles equipados com uma molécula especial para reconhecer pilhas de alvo. Um exemplo estaria usando o anticorpo contra o receptor CD4 que identifica pilhas de T. A entrega da droga a estas pilhas seria útil para tratar doenças auto-imunes e outras. A indução de um cytoblockade nos ratos rendeu um aumento no tempo da circulação do nanoparticle dos 3-5 minutos usuais sobre a uma hora. Sem o cytoblockade, o afastamento era demasiado rápido, e nenhum emperramento da pilha de alvo poderia ser conseguido, mas após o cytoblockade os agentes mostraram a eficiência excepcionalmente altamente de escolha de objectivos, que era em pé de igualdade com aquela conseguida in vitro. A experiência destaca o potencial enorme da nova tecnologia não somente para aumentar o desempenho de agentes nanosized, mas para permitir aqueles previamente completamente incapazes in vivo.

A equipe foi sobre demonstrar a aplicabilidade de sua tecnologia à terapia do cancro, com o cytoblockade permitindo uma entrega magnètica guiada até 23 vezes mais eficiente dos nanoparticles ao tumor (Fig. 1). Esta técnica da entrega utiliza um campo magnético para guiar, focalizar, e reter agentes magnéticos dentro de um tumor para reduzir a toxicidade sistemática. Tal entrega está disponível para nanoparticles mas não moléculas. O estudo relata uma terapia eficaz da melanoma usando os lipossoma carregados com a magnetita e o doxorubicin da droga da quimioterapia, que eram completamente ineficazes sem o uso dos anticorpos aos glóbulos vermelhos. A entrega magnética melhorada foi mostrada para cinco tipos de tumores da natureza diferente, incluindo a melanoma e o cancro da mama.

“Nós observamos uma entrega nanoagent melhorada com cada tipo de cancro que nós executamos experiências para. É que o método trabalhou nas pilhas humanas do tumor introduzidas em ratos,” co-autor comentado particularmente importante Ivan Zelepukin do estudo, um pesquisador júnior no instituto de RAS da química de Bioorganic e MIPT.

Notàvel, a nova tecnologia permitiu uma melhoria terapêutica para um agente liposomal disponível no comércio aprovado para o uso em seres humanos. Isto significa que o cytoblockade abre não somente oportunidades terapêuticas novas mas igualmente aumenta esses que existem agora.

Os autores da menção de papel que o desempenho aumentado do nanoparticle correlacionou pròxima com a prolongação do tempo da circulação sanguínea. Que a correlação poderia ser estabelecida usando um método altamente sensível da quantificação da partícula magnética tornou-se pela equipe. Permite a detecção da cinética da eliminação da partícula da circulação sanguínea em uma maneira não invasora - isto é, sem sangue desenhando.

“Esse método fez mais do que permitem que nós façam medidas do tempo real do índice da partícula na circulação sanguínea. Permitiu o estudo do todo, porque não seria possível medir um número tão enorme de perfis cinéticos do nanoparticle usando nenhum outro método existente dentro de um tempo razoável,” disse Petr Nikitin, um co-autor do estudo e cabeça do laboratório de Biophotonics no instituto da física geral de RAS.

A tecnologia recentemente desenvolvido está prometendo especialmente em termos da tradução para o uso clínico, porque os anticorpos anti-D, que ligam aos glóbulos vermelhos RhD-positivos, têm sido aprovados por muito tempo para o tratamento do thrombocytopenia imune e a prevenção da doença do rhesus. Conseqüentemente, a avaliação da nova tecnologia nos seres humanos pode começar no futuro o mais próximo usando as medicamentações já aprovadas.

“Não há nenhuma dúvida que a acção combinada dos nanomedicines com os anticorpos anti-RBC anti-D ou melhorados existentes da próxima geração deve ser examinada em testes clínicos estritos. Contudo, nós sentimos muito optimistas sobre esta tecnologia e suas aplicações às doenças severas que exigem a entrega visada da droga, incluindo o cancro, a” máxima Nikitin adicionou. “Agora que este estudo de sete anos complexo foi publicado, nós faremos o todos os esforços traduzi-lo na prática clínica. Por este motivo, nós estamos procurando os colaboradores e os colegas activos interessados em juntar-se a equipe.”

Desde que a tecnologia do cytoblockade é universal em termos dos nanoagents compatíveis e não exige sua alteração, tem o potencial tornar-se substancialmente mais produtiva do que PEGylation, que foi desenvolvido nos anos 70 e tem causado desde uma indústria multi-bilionário “de drogas da circulação prolongada”, com dúzias de medicamentações clìnica aprovadas.

Os autores acreditam que a tecnologia propor pode estares abertos para in vivo o uso dos nanoagents os mais avançados com o foco preliminar na funcionalidade um pouco do que características do discrição. Os nanomaterials biomedicáveis novos fabricados de acordo com as ideias as mais progressivas na ciência de materiais podem instantaneamente ser introduzidos na pesquisa da ciência da vida in vivo e então ràpida ser aperfeiçoados para o uso clínico.

Source:
Journal reference:

Nikitin, M.P., et al. (2020) Enhancement of the blood-circulation time and performance of nanomedicines via the forced clearance of erythrocytes. Nature Biomedical Engineering. doi.org/10.1038/s41551-020-0581-2.