Dynamica van nanodeeltjes met behulp van een nieuw geïsoleerd lymfevatlumenperfusiesysteem

Nanodeeltjes die worden gebruikt in medicijnafgiftesystemen, bioimaging en regeneratieve geneeskunde migreren van weefsels naar lymfevaten nadat ze het lichaam zijn binnengekomen, dus het is noodzakelijk om de interactie tussen nanodeeltjes en lymfevaten te verduidelijken. Hoewel er technologie is ontwikkeld om de stroom van nanodeeltjes door lymfevaten in vivo te observeren, is er geen methode om de stroom van nanodeeltjes op een meer gedetailleerde en kwantitatieve manier ex vivo te evalueren. Daarom werd onderzoek uitgevoerd om een ​​ex vivo lymfevatlumenperfusiesysteem te ontwikkelen om te bepalen hoe nanodeeltjes in lymfevaten bewegen en hoe ze de fysiologische beweging van lymfevaten beïnvloeden.

Nanodeeltjes die in het lichaam worden ingebracht, komen de lymfevaten binnen, die spontaan samentrekken en verwijden om lymfevloeistof door het organisme te transporteren. Een onderzoeksgroep onder leiding van professor Naoto Saito, directeur van het Institute for Biomedical Sciences, en Chika Kuroda, een derdejaars student aan de Yamaguchi University Faculteit Geneeskunde en Gezondheidswetenschappen en afgestudeerd aan de masteropleiding aan de Shinshu University Graduate School of Medicine, hebben ontwikkelde een nieuw geïsoleerd lymfevatlumenperfusiesysteem dat koolstofnanobuisjes en andere nanodeeltjes kan verplaatsen naar chirurgisch verwijderde lymfevaten om hun eigenschappen visueel te evalueren. De groep slaagde erin een nieuw experimenteel systeem te ontwikkelen om te evalueren hoe nanodeeltjes bewegen in lymfevaten en hoe ze de fysiologische beweging van lymfevaten beïnvloeden. Het experimentele systeem dat in deze studie werd ontwikkeld, heeft het mogelijk gemaakt om de interactie tussen nanodeeltjes en lymfevaten visueel en kwantitatief op te helderen en de biologische veiligheid van nanodeeltjes te evalueren.

Dit is de eerste keer dat een ex vivo perfusiesysteem is gemaakt om de effecten en kinetiek van nanodeeltjes in lymfevaten tijdens spontane vaatcontractie en expansie te beoordelen. In vergelijking met in vivo onderzoeken maakt het perfusiesysteem een ​​hogere resolutie en meer gedetailleerde observatie van nanomateriaalbewegingen mogelijk, samen met bijbehorende lymfevatenreacties. Bovendien maakt het nieuwe systeem zowel kwantitatieve als histologische beoordelingen mogelijk van de fysiologische reactie van een enkel lymfevat op nanomaterialen. Door dit experimentele systeem te gebruiken om specifieke nanodeeltjes te evalueren, kunnen de fysiologische en histologische effecten van de nanodeeltjes op de lymfevaten worden opgehelderd en kan de klinische toepassing van nanodeeltjes veiliger worden bereikt door hun biologische veiligheid te evalueren in combinatie met cel- en dierexperimenten.

Nanodeeltjes worden beschouwd als nuttige opties voor medicijnafgifte en beeldvorming van kanker. Nadat ze het lichaam zijn binnengegaan, is het bekend dat ze lymfevaten binnendringen en zich ophopen in lymfeklieren, hoewel de precieze interacties tussen nanodeeltjes en lymfevaten onduidelijk blijven. Het nieuwe perfusiesysteem maakt gedetailleerde onderzoeken, veiligheid en de opheldering van farmacokinetiek mogelijk voor toekomstige klinische toepassingen van nanodeeltjes. In de toekomst wil de groep de effecten van verschillende nanodeeltjes op lymfevaten onderzoeken, afhankelijk van hun concentratie en tijd, met als doel nanodeeltjes toe te passen in de geneeskunde. Daarnaast wil de onderzoeksgroep de veiligheid van nanodeeltjes voor klinische toepassingen verifiëren door ze te combineren met cel- en dierproeven. Uiteindelijk willen ze dit systeem gebruiken om deeltjes klinisch toe te passen waarvan de veiligheid is bevestigd op een groot aantal gebieden, zoals DDS en beeldvorming, en om de effecten van nanodeeltjes op het lymfestelsel te verhelderen.

De studie is gepubliceerd in Nano vandaag​