Nanočástice nabízejí novou naději pro léčbu jaterních onemocnění souvisejících s alkoholem

Na celém světě trpí chronickým onemocněním jater více než 1,5 miliardy lidí. Americké centrum pro kontrolu a prevenci nemocí uvádí, že jen ve Spojených státech ročně zabije více než 52 000 lidí – což je devátá nejčastější příčina úmrtí v zemi.

Navzdory tomuto významnému dopadu na společnost zůstává onemocnění jater související s alkoholem (ARLD) z velké části neřešeno lékařským výzkumem. Výzkumnice z Texas A&M University Dr. Jyothi Menon to chce změnit pomocí slibné nové terapie, kterou vyvíjí. Její poznatky byly nedávno zveřejněny v Biomateriály.

Onemocnění jater na celém světě rychle přibývá a existuje značné riziko, že se pomalu rozvinou do nebezpečnějších stavů, jako je rakovina. Schopnost používat naše technologie k vývoji účinných řešení proti tomuto pokroku je to, co mě pohání a řídí tento výzkum.“

Dr. Jyothi Menon, docent, Katedra biomedicínského inženýrství, Texas A&M University

Zatímco současná léčba ARLD se zaměřuje na odvykání alkoholu a protizánětlivé léky, Menon a její spolupracovníci na University of Rhode Island používají mnohem cílenější přístup. Vyvinuli mikroskopické nanočástice, které jsou tisíckrát menší než průměr lidského vlasu. Tyto bezpečné a biologicky odbouratelné nanočástice mohou vyhledat poškozené jaterní buňky a připojit se k nim. Tím, že se nanočástice vážou k buňkám, pomáhají jim zabránit v podpoře progrese onemocnění.

U zdravých lidí jsou játra přirozeně se samoléčivý orgán, schopný regenerovat většinu svých funkcí, i když je poškozeno ze 70 % až 80 %. Klíčovou součástí tohoto procesu hojení jsou imunitní buňky zvané Kupfferovy buňky, které chrání játra před infekcí a škodlivými látkami. Ve zdravých játrech také produkují proteiny, které podporují protizánětlivou odpověď v jiných jaterních buňkách.

Při chronických jaterních stavech, kdy poškození jater progreduje a dochází k opakovanému poškození, dochází také k poškození samoopravných funkcí orgánu. Pak si játra neúmyslně začnou škodit. Kupfferovy buňky, které dříve bojovaly zánětzačněte uvolňovat proteinové signály s opačným účinkem – zvýšením zánětu a povzbuzením dalších jaterních buněk k tvorbě jizevnaté tkáně v procesu zvaném fibróza.

Výsledkem je život ohrožující orgánová dysfunkce a dokonce smrtelná rakovina jater.

Nanočástice laboratoře Menon jsou navrženy tak, aby zastavily tento škodlivý proces. Jejich povrch je navržen tak, aby rozpoznával a selektivně se vázal na protein nacházející se pouze na Kupfferových buňkách v játrech, což jim umožňuje vyhnout se jiným typům jaterních buněk. Tento protein funguje jako receptor v buněčné membráně, přijímá chemické signály a v reakci spouští chování buněk. Když je aktivován povlakem nanočástic, podporuje prospěšné, protizánětlivé chování v Kupfferových buňkách místo zvýšení zánětu a jizev. Nanočástice také uvolňují protizánětlivé terapie, když se rozkládají, a dodávají lék přímo do buněk, které to nejvíce potřebují.

„Namísto toho, abychom šli po buňkách, které produkují zjizvenou tkáň, jdeme o krok pozadu a zaměříme se na samotné Kupfferovy buňky, abychom jim mohli zabránit ve stimulaci jiných buněk v játrech a způsobit tuto progresi fibrózy,“ řekl Menon.

Výsledek je mnohem větší než součet jeho částí.

„Jednotlivé složky samy o sobě neměly příliš velký terapeutický účinek,“ řekl Menon. „Ale když jsme dali naši konečnou formulaci se vším kombinovaným, snížilo to zánět a tvorbu lipidových kapiček, které byly pozorovány kvůli hromadění tuku v játrech. Byla to kombinace všech těchto věcí, která skutečně měla účinek.“

Dostat se do tohoto bodu nebylo snadné. Protože Menonův tým je jedním z prvních, kdo se o tento druh přístupu pokusil, neexistoval žádný předchozí výzkum, o který by se mohl opřít.

„Jako jedna z prvních skupin, která k něčemu takovému vůbec přistoupila pomocí systémů pro podávání léků na bázi nanočástic, neexistovala žádná předchozí literatura, která by nám pomohla zjistit, jaké překážky by mohly existovat, když jsme začali s tímto výzkumem,“ řekl Menon. „Poprvé, když jsme byli schopni potvrdit, že tyto částice mohou cílit na Kupfferovy buňky, bylo to pro nás velmi vzrušující.“

Zatímco Menon se v současnosti zaměřuje na onemocnění jater související s alkoholem, její nanočásticové terapie mají mnohem širší uplatnění. Cílené nanočástice by mohly být budoucností léčby nemocí v mnoha částech těla.

„To, co jsme vytvořili, je velmi slibná předběžná práce, která ukazuje, že tato formulace může selektivně cílit na specifickou buněčnou populaci v játrech za účelem poskytování terapií a může mít potenciálně významný dopad na léčbu chronické ARLD,“ řekla. „Naše formulace jsou všestranné, takže je lze přizpůsobit nebo upravit pro léčbu jiných druhů zánětů a fibrózy v jiných orgánech.“