Исследователи разработали наночастицы, которые затем наполнили лекарствами. Они избирательно воздействуют на клетки, которые вызывают воспаление процесса после травмы спинного мозга. Терапию уже опробовали на мышах. Она уменьшила воспаление и улучшила двигательную функцию.
Наночастицы синтезировали с использованием полимеров и наполнили препаратом Ролипрам, ингибитором фосфодиэстеразы 4 (ФДЭ4), перед помещением в носитель из наногеля. PDE4 регулирует выработку организмом провоспалительных цитокинов. Средний диаметр полученных наночастиц с лекарственным средством составил 168 нм.
Исследователи вызвали воспаление в культурах мышей и глиальных клеток человека и обработали их наночастицами, наполненными ролипрамом. Используя инновационную микроскопическую технику ExM, которая позволяет получать изображения наночастиц со сверхвысоким разрешением на субклеточном уровне, ученые наблюдали, как наночастицы с лекарственными препаратами взаимодействуют с клетками и их биологический эффект. Оказалось, что наночастицы усваиваются микроглией и астроцитами, но не поглощаются другими клетками.
Затем они протестировали их наночастицы на мышах с травмой спинного мозга, назначая лечение либо через день, либо через две недели после травмы. При введении на следующий день после травмы наногель, наполненный ролипрамом, улучшил двигательную активность мышей на седьмой день по сравнению с контрольной группой. Однако когда его вводили через 14 дней после травмы, терапевтического преимущества не было. Фактически, двигательная активность у этих мышей была значительно хуже на 28 и 35 дни. Ученые сделали вывод, что лечение более эффективно, когда оно начинается в ранней подострой фазе, а не позже.
Лечение ролипрамом наночастицами снижало выработку воспалительных цитокинов микроглией и астроцитами. Раннее лечение вызвало миграцию большого количества микроглии к месту повреждения спинного мозга, но не изменило поведение астроцитов. Более позднее лечение привело к уменьшению количества микроглии в месте повреждения и не изменило астроциты.
Исследования показали, что в первые дни после травмы спинного мозга клетки микроглии активируются и пролиферируют, вызывая вторичное повреждение за счет выработки провоспалительных цитокинов. Эти клетки и их цитокины активируют деструктивные клетки астроцитов, которые еще больше усугубляют воспаление. Микроглия и астроциты — это подтипы глиальных клеток, ненейрональных клеток головного мозга и нервной системы.
Новые наночастицы на основе наногеля воздействуют на эти клетки и высвобождают активное соединение, уменьшающее воспаление.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.
