Терапия наночастицами, нацеленная на определенные иммунные клетки, кажется многообещающей при сепсисе.

Наночастицы, состоящие из дизайнерского белка, противодействуют чрезмерной реакции иммунной системы и одновременно укрепляют эту систему. Это изобретение предлагает возможности для лечения сепсиса, состояния, при котором иммунная система сильно нарушена.

Иммунологи из Медицинского центра Университета Радбуд (Radboudumc) и биоинженеры из Технологического университета Эйндховена (TU/e) объединили усилия для разработки и тестирования нового инновационного наномедицина. Результаты их исследований только что были опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.

Сепсис — это опасное для жизни состояние, при котором иммунная система нарушает регуляцию из-за инфекции бактерией, грибком или вирусом. Это нарушение регуляции может привести к чрезмерно интенсивному иммунному ответу, известному как гипервоспаление. В результате ткани повреждаются, а органы отказывают.

Одновременно может истощаться и иммунная система; настолько, что он становится парализованным. Это называется иммунным параличом, и в результате организм не устойчив к новой инфекции.

Объединение сил

В течение многих лет ученые во всем мире искали эффективную терапию против сепсиса. Лекарство, стоящее за такой терапией, должно одновременно противодействовать как чрезмерной реакции, так и параличу иммунной системы. Однако значительный риск заключается в том, что возможное лекарство против этой чрезмерной реакции может фактически привести к параличу.

Иммунологи из центра Radboudumc обнаружили в чашке Петри, содержащей иммунные клетки, что цитокин интерлейкин-4 препятствует воспалению, неожиданно индуцируя тренированный иммунитет. Эта парадоксальная особенность может быть использована для лечения сепсиса, но для этого требуется, чтобы интерлейкин-4 был нацелен на иммунные клетки в организме человека. С технологической точки зрения, исследователи из TU/e ​​имеют большой опыт в разработке инновационных подходов на основе нанотехнологий, например, для борьбы с раком.

Имея в виду свои соответствующие исследования, биоинженеры TU / e разработали новый подход, основанный на нанотехнологиях, путем разработки гибридного белка между интерлейкином-4 и белком, который естественным образом образует наночастицы с молекулами липидов.

Мелкие частицы жира

Исследователи разработали новый тип наномедицины, который состоит из небольших частиц жира, построенных из природных белков, которые очень специфически взаимодействуют с иммунными клетками. В этом случае биоинженеры разработали новый белок слияния интерлейкина-4 и другого белка организма, который интегрируется в частицы жира. В результате интерлейкин-4 специфически доставляется к иммунным клеткам, подавляя острую воспалительную реакцию и одновременно укрепляя иммунную систему. Таким образом, иммунная система уравновешивается.

Михай Нетеа, профессор экспериментальной медицины внутренних органов в Radboudumc, говорит: «Мы знаем, что белок интерлейкин-4 противодействует чрезмерной реакции иммунной системы. Мы были удивлены, что в пробирке этот белок может также запускать тренированный иммунитет в определенных иммунных клетках » .

Тренированный иммунитет — это часть нашей врожденной иммунной системы, которая обладает способностью к обучению и, таким образом, укрепляет нашу иммунную систему. Чтобы добиться этого у людей, TU/e ​​разработала новое нанолекарство на основе интерлейкина-4. И это сработало, свидетельствуют результаты. Как в образцах крови пациентов с сепсисом, так и в лабораторных животных наночастицы вернули иммунную систему в нужное русло.

Новая технология

Инновационность использования этой нанотехнологии заключается в том, что исследователям удалось направить интерлейкин-4 на определенные иммунные клетки . Виллем Малдер, профессор прецизионной медицины в Radboudumc и TU/e, говорит: «Некоторое время мы разрабатывали новые белки путем слияния белков тела. Мы сделали то же самое с интерлейкином-4. Мы сделали из него наночастицы. в кровоток интерлейкин-4 доставляется к клеткам-мишеням».

Исследователи подчеркивают, что терапия еще не была испытана на пациентах. Для этого необходимы дополнительные исследования. Тем не менее, этот метод представляет собой очень инновационную форму иммунотерапии, предлагающую новые возможности в лечении сепсиса, болезни, которая ежегодно убивает около 3500 человек только в Нидерландах.

Чтобы донести новые технологии до пациента, Малдер и Нетеа объединили усилия с разработчиками лекарств и инвесторами в биотехнологии, чтобы основать биотехнологический инкубатор BioTrip. «Мы не хотим, чтобы эта захватывающая технология закончилась нашей прекрасной публикацией, что часто происходит в академических кругах. Благодаря BioTrip у нас есть путь для клинического применения. Надеемся, что наша работа и совместные усилия в конечном итоге приведут к терапевтическому средству, которое поможет уменьшить высокий уровень смертности и заболеваемости при сепсисе», — добавляет соавтор и декан факультета биомедицинской инженерии TU/e ​​профессор Маартен Меркс.