Hydrożel uwalniający lek jako nowa alternatywa leczenia powikłań zawału

3.-Spheres-entering-bloodstreamOd dawna pojawiają się doniesienia o skuteczności terapii komórkami macierzystymi po epizodzie ostrego zespołu wieńcowego (OZW). Ciekawym aspektem pozostaje czas wdrożenia terapii, dawka, mechanizm prowadzący do poprawy funkcji mięśnia sercowego oraz sposób aplikacji leku. Rozwiązaniem ostatniego problemu wydaje się sposób opisany przez niemiecki zespół badawczy i opublikowany w maju tego roku. Polega on na zastosowaniu biomateriału – hydrożelu zbudowanego z PEGda, uwalniającego biospecyficzne białko działające chemotaktycznie na komórki macierzyste szpiku kostnego.

Według danych WHO choroba niedokrwienna serca (ChNS) była najczęstszą przyczyną zgonu na świecie w 2012 roku (7,4 mln). Sekwencja zdarzeń zachodząca w mięśniu sercowym po epizodzie niedokrwienia prowadzi do powstania blizny i upośledzenia funkcji serca jako pompy. Z uwagi na zwiększającą się zapadalność na ChNS rośnie zapotrzebowanie na nowe, skuteczne metody leczenia.

W modelach zwierzęcych zaobserwowano poprawę funkcji serca po OZW leczonych za pomocą komórek macierzystych. Poprawa ta wynika z parakrynnego wydzielania cytokin i czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) i jest osiągana przez neowaskularyzację oraz zmniejszenie obszaru zawałowego. Jedną z takich cytokin jest SDF1 (z ang. stromal cell-derived factor 1), która wiąże się poprzez receptor CXCR4 z komórkami progenitorowymi śródbłonka EPC (z ang. Endothelial progenitor cells), pełniącymi kluczową rolę w tworzeniu nowych naczyń.

Celem zespołu badawczego z Niemiec było opracowanie biomateriału, uwalniającego nieprzerwanie lek. Cechy te spełnia hydrożel zbudowany z diakrylanu glikolu polietylenowego PEGda, który stanowi swoistą sieć klatek wiążących bispecyficzne białko SDF1-GPVI. Domena GPVI łączy się z kolagenem macierzy pozakomórkowej, eksponowanym w świetle naczyń krwionośnych po uszkodzeniu ściany w wyniku pęknięcia blaszki miażdżycowej. Kolagen stanowi więc miejsce umocowania dla leku i pozwala na jego precyzyjną lokalizację w obszarze zawałowym. Ponadto zapewnia odpowiednio wysokie stężenie chemokiny, które jest niezbędne do przyciągnięcia komórek EPC. W badaniu na myszach dowiedziono skuteczności takiego leku – po jego bezpośrednim wstrzyknięciu, komórki CXCR4 + pojawiały się w miejscu zawału już po 5 dniach, ale utrzymywały się nie dłużej niż 28 dni. Przewiduje się zatem, że długotrwałe uwalnianie takiego białka przyniesie jeszcze większe korzyści w poprawie funkcji serca po zawale.

W tym badaniu szczegółowo opracowano produkcję sieciowanego pod wpływem promieni UV (o długości fali 365nm i irradiancji – 5mW/cm2) PEGda hydrożelu, który in vitro uwalnia lek o właściwościach porównywalnych do leku podawanego w iniekcjach. Dodatkową zaletą hydrożelu jest możliwość dostosowania ilości uwalnianego leku, poprzez ścisłą kontrolę dawki białka użytej do jego produkcji, a także stopnia usieciowania.

Zastosowanie koncepcji PEGda hydrożelu uwalniającego SDF1-GPVI stanowi atrakcyjną metodę poprawy funkcji skurczowej serca po zawale. Metoda ta wymaga jednak potwierdzenia w badaniach in vivo.

Autorzy: Izabella Drogoń, Irmina Kmieć, Jakub Patryn, Jerzy Bednarski

Źródło:
1. Preserved bioactivity and tunable release of a SDF1-GPVI bi-specific protein using photo-crosslinked PEGda hydrogels. Biomaterials: Marianne K. Schesny, Michael Monaghan, Andrea H. Bindermann, Désirée Freund, Martina Seifert, Johannes A. Eble, Sebastian Vogel, Meinrad P. Gawaz, Svenja Hinderer, Katja Schenke-Layland (2014)
2. The Bispecific SDF1-GPVI Fusion Protein Preserves Myocardial Function After Transient Ischemia in Mice. Circulation: Melanie Ziegler, Margitta Elvers, Yvonne Baumer, Christoph Leder, Carmen Ochmann, Tanja Schönberger, Tobias Jürgens, Tobias Geisler, Burkhard Schlosshauer, Oleg Lunov, Stefan Engelhardt, Thomas Simmet, Meinrad Gawaz (2012)
3. http://who.int/mediacentre/factsheets/fs310/en/

Chcesz wiedzieć więcej? Obejrzyj na MEDtube.pl: Pomostowanie tętnic wieńcowych bez użycia krążenia pozaustrojowego

Brak komentarzy.

Odpowiedz

(required)

(required)

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.