Nanogrid medicijnafgiftesystemen ontwikkeld voor nauwkeurige longontstekingbehandeling

Inzicht in hoe geneesmiddelenafgiftesystemen in vivo distribueren, blijft een grote uitdaging bij het ontwikkelen van nanomedicines. Vooral in de long beperkt de complexe en dynamische micro -omgeving vaak de effectiviteit van bestaande benaderingen.

“Structural Pharmaceutics” is geïntroduceerd als een nieuwe strategie om nanodeeltjesstructuren te verbinden met fysiologische structuren door geavanceerde driedimensionale (3D) beeldvorming en cross-scale karakterisaties.

In een studie gepubliceerd in ACS nanoeen team onder leiding van Yin Xianzhen van het Lingang Laboratory en Zhang Jiwen van het Shanghai Institute of Materia Medica van de Chinese Academie voor Wetenschappen ontwikkelde een precieze targetingstrategie voor tracheale ontsteking.

De strategie maakt gebruik van op nanogrid gebaseerde leveringssystemen die zijn samengesteld uit Gridded Cyclodextrin Cros-Links (GCC) en maakt multischaal 3D-visualisatie en diepgaande farmacodynamische evaluatie mogelijk met micro-optische sectietomografie (meest) en fluorescentie meest (Fost) systemen.

Onderzoekers ontwierpen de GCC-drager met behulp van verknoopte cyclodextrines met effectieve reactieve zuurstofspeciescenventievaardigheden. Ze bestempelden de nanogrid met Rhodamine 110 en volgden zijn reis na staartaderinjectie bij muizen met behulp van tracering met één deeltjes en 3D-beeldvorming van de hele long.

Verrassend genoeg vertoonde de nanogrid significante accumulatie langs de buitenwand van de luchtpijp, een kenmerk dat zelden werd waargenomen met conventionele nanodeeltjes.

Wanneer geladen met dexamethason (DEX), een veelgebruikt corticosteroïde, werd het GCC-systeem niet alleen langdurig geneesmiddelen voor het behoud van geneesmiddelen in vivo, maar vertoonde het ook een profiel van gecontroleerd afgifte.

De formulering vertoonde ook sterke ontstekingsremmende effecten in een door lipopolysaccharide geïnduceerd bronchitis muismodel. Muizen behandeld met DEX@GCC herstelden het lichaamsgewicht sneller, vertoonden een verbeterde longfunctie en vertoonden significant verminderde inflammatoire markers in bronchoalveolaire lavagevloeistof vergeleken met vrije DEX (hogere dosis) of modelgroepen.

Om deze therapeutische resultaten te visualiseren, ontwikkelden onderzoekers een hele long 3D-pathologische atlas. Door fluorescentiebeeldvorming en machine learning-ondersteunde celherkenning te combineren, reconstrueerden ze ruimtelijke kaarten van ontsteking en gekwantificeerde structurele veranderingen zoals verdikking van de tracheale wand.

Virtuele endoscopische beeldvorming stelde hen in staat om de binnenkant van zieke Tracheas te “zien” en de effecten kwantitatief te beoordelen op een niet -invasieve maar zeer gedetailleerde manier. Deze technieken hielpen bij het bevestigen van de structurele reparatie en ontstekingsremmende werkzaamheid van dex@GCC op zowel weefsel- als cellulaire niveaus.

Deze studie biedt een nieuw raamwerk om te begrijpen hoe nanodrugs zich in complexe biologische omgevingen gedragen door het concept van “structurele farmaceutica” te integreren met 3D-mapping op orgelniveau.

De 3D -pathologie onthult ruimtelijke patronen van progressieve laesies ter ondersteuning van fenotype -screening, doelontdekking en interventieontwerp.