Найдён способ специфически нацеливаться на патогенные нейтрофилы

Нейтрофилы — тип лейкоцитов, которые помогают бороться с болезнями, перемещаясь к очагу инфекции для уничтожения вредных патогенов.

Однако, оставшись неконтролируемыми, нейтрофилы могут также продлевать воспаление и способствовать развитию таких состояний, как сосудистый тромбоз, рак и диабетическая ретинопатия.

Чтобы блокировать вредные эффекты этих защитных клеток, исследовательская группа под руководством Университета Кейс Вестерн Резерв (CWRU) разработала наноплатформу, которая может избирательно нацеливаться на активированные, связанные с болезнью нейтрофилы, не затрагивая неактивные циркулирующие нейтрофилы.

«Это гарантирует, что патогенные нейтрофилы подавляются, но их способность бороться с инфекциями остаётся нетронутой», — пояснила профессор CWRU Эви Ставру.

Результаты, опубликованные в Nature Nanotechnology, предлагают потенциал для трансформации терапии распространённых заболеваний, включая диабетические осложнения, рак и аутоиммунные расстройства.

Суть исследования

Исследование представляет первую демонстрацию активного таргетирования «субпопуляций» нейтрофилов. Платформа достаточно универсальна, чтобы её можно было адаптировать к конкретным популяциям нейтрофилов — по отдельности или в клеточных комплексах.

Для специфического нацеливания на активированные нейтрофилы учёные идентифицировали поверхностный маркер, уникально экспрессируемый только активированными клетками. Они сосредоточились на нейтрофильной эластазе (NE) — ферменте, секретируемом нейтрофилами при воспалении, который перемещается на поверхность клетки только при её активации.

Чтобы использовать NE в качестве «приманки» для связывания наночастиц (NP), был разработан пептид, производный от альфа-1-антитрипсина (естественного ингибитора NE), и продемонстрирована его специфическая способность связываться с NE. Декорирование поверхности наночастиц этим пептидом позволило специфически связываться с активированными нейтрофилами.

На следующем этапе были выбраны фармакологические ингибиторы, нарушающие функции нейтрофилов. Комбинация этих двух компонентов на липидной NP-платформе позволила создать активные терапевтические наночастицы, нацеленные на нейтрофилы.

Собранные наночастицы были протестированы in vitro и in vivo на моделях мышей для определения их способности к загрузке, биораспределения, специфичности к NE и времени циркуляции.

Были созданы несколько вариантов NP, которые могут специфически взаимодействовать только с активированными нейтрофилами или с активированными нейтрофилами в комплексе с другими клетками, например, с активированными тромбоцитами — признаком воспалительного тромбоза при многих заболеваниях.

Наконец, возможность «таргетированной терапевтической способности» этой NP-платформы была продемонстрирована с использованием лекарственных средств на моделях венозного тромбоза у мышей.

Ключевой результат: Доставка препарата, подавляющего нейтрофилы, специфически к месту заболевания с помощью наноплатформы повысила эффективность препарата и снизила токсические эффекты по сравнению с прямым внутривенным введением.

Следующий этап исследований будет сосредоточен на изучении новых молекул препаратов, подавляющих нейтрофилы, в качестве полезной нагрузки в наночастицах и оценке этих формулировок на различных моделях заболеваний, вызванных нейтрофилами.