Нанотехнологии показывают ранние перспективы в лечении сердечно-сосудистых заболеваний

Новая тактика в борьбе с сердечно-сосудистыми заболеваниями — использование наноинженерных молекул, называемых «нанолипоблокаторами», — демонстрирует перспективность в ранних лабораторных исследованиях в Университете Рутгерса.

В статье, запланированной к публикации 12 июня в журнале Американского химического общества Biomacromolecules, исследователи предлагают способ борьбы с закупоркой артерий, воздействуя на то, как «плохой» холестерин вызывает воспаление и образование бляшек в конкретных участках сосудов. Их подход отличается от современной терапии статинами, которая направлена на снижение уровня липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) во всём организме.

Подход исследователей направлен на блокировку биологического процесса, который обычно полезен. Как объяснил главный исследователь Прабхас Мог, сосудистые бляшки и воспаление развиваются, когда определённые формы ЛПНП атакуются макрофагами — клетками, которые очищают организм от мусора и патогенов. «Взаимодействие макрофагов с высоко окисленными молекулами ЛПНП даёт противоположный эффект», — сказал он.

Макрофаги накапливают большое количество окисленного ЛПНП и выделяют химические вещества, повреждающие соседние ткани, в конечном итоге превращаясь в пенистые клетки. Подход исследователей заключается в создании кластеров наноинженерных молекул, которые нацелены на специфические рецепторы на мембранах макрофагов и блокируют прикрепление к ним окисленных ЛПНП.

Мог работает с Кэтрин Юрих, экспертом по синтезу биологически полезных молекул в наномасштабе (от 10 до 100 нанометров). Исследовательская группа разработала семейство нанолипоблокаторов (NLBs), которые конкурируют с окисленным ЛПНП за внимание макрофагов. NLBs связываются с рецепторными участками макрофагов, сокращая накопление окисленного ЛПНП до 75%.

Частицы NLB состоят из нескольких инженерных органических цепей, концы которых группируются вокруг центральной точки, образуя структуру, известную как мицелла. Юрих синтезировала молекулярные цепи с различными характеристиками (гидрофильность/гидрофобность, заряд). После сборки цепей в мицеллы Мог тестировал их на способность блокировать поглощение ЛПНП.

«Мы используем инструменты нанотехнологий — настраиваем структуру молекулы, меняем группы на концах цепей и анализируем, какие формы частиц связываются с разными рецепторами макрофагов», — сказала Юрих. «Ключевой вывод нашего исследования в том, что наномасштабная организация чрезвычайно важна для блокировки окисленного ЛПНП, что открывает новые пути для более специфического нацеливания на рецепторы».

Мог отметил, что если метод окажется работоспособным в живых организмах, он сможет доставлять лечение непосредственно к месту проблемы, в отличие от системного подхода. «Хотя статины — это большой прорыв в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, они подходят не всем. Наш подход также потенциально может локально решать проблему рецидива воспаления и закупорки в местах установки стентов, чего системно действующие препараты не делают последовательно».

Исследования по тестированию работы NLBs в живых организмах уже ведутся.