Een spray van kleine gouddeeltjes kan mogelijk hartaandoeningen behandelen, suggereert onderzoek

De geteste therapie – die op de harten van laboratoriummuizen werd gespoten – maakte gebruik van zeer lage concentraties met peptide gemodificeerde gouddeeltjes die in het laboratorium waren gemaakt. Credit: ACS Nano (2022). DOI: 10.1021/acsnano.1c08890

Kan een spritz van superkleine deeltjes goud en peptiden op een beschadigd hart mogelijk zorgen voor minimaal invasieve, on-the-spot reparatie?

Baanbrekend onderzoek onder leiding van de universitaire professoren dr. Emilio Alarcon en dr. Erik Suuronen van de University of Ottawa, faculteit geneeskunde, suggereert dat een spray-on-technologie met behulp van op maat gemaakte nanodeeltjes van een van ’s werelds meest edele metalen een enorm therapeutisch potentieel biedt en uiteindelijk veel mensen zou kunnen redden leeft. Hart- en vaatziekten zijn wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak en eisen jaarlijks ongeveer 18 miljoen levens.

In een paper dat onlangs online is gepubliceerd in ACS Nano, een peer-reviewed tijdschrift dat het nieuwe onderzoek op de aanvullende omslag benadrukte, suggereren Dr. Alarcon en zijn team van collega-onderzoekers dat deze benadering ooit zou kunnen worden gebruikt in combinatie met coronaire bypassoperaties. Dat is het meest voorkomende type hartoperatie.

De door de onderzoekers geteste therapie – die op de harten van laboratoriummuizen werd gespoten – maakte gebruik van zeer lage concentraties met peptide gemodificeerde gouddeeltjes die in het laboratorium waren gemaakt. Vanuit het mondstuk van een geminiaturiseerde spuitinrichting kan het materiaal binnen enkele seconden gelijkmatig op het oppervlak van een hart worden geverfd.

Van gouden nanodeeltjes is aangetoond dat ze enkele ongebruikelijke eigenschappen hebben en zeer chemisch reactief zijn. Jarenlang gebruiken onderzoekers gouden nanodeeltjes – zo klein dat ze niet met het menselijk oog kunnen worden gedetecteerd – in zo’n breed scala aan technologieën dat het een gebied van intense onderzoeksinteresse is geworden.

In dit geval werd de op maat gemaakte nanogold gemodificeerd met peptiden – een korte keten van aminozuren – op de harten van laboratoriummuizen gespoten. Uit het onderzoek bleek dat de spray-on-therapie niet alleen resulteerde in een toename van de hartfunctie en elektrische geleidbaarheid van het hart, maar dat er geen orgelinfiltratie buiten het doel was door de kleine gouddeeltjes.

“Dat is het mooie van deze aanpak. Je spuit, dan wacht je een paar weken en de dieren doen het prima in vergelijking met de controles”, zegt dr. Alarcon, die deel uitmaakt van de afdeling Biochemie, Microbiologie van de Faculteit der Geneeskunde. en Immunologie en tevens directeur van het Bio-nanomaterials Chemistry and Engineering Laboratory aan de University of the Ottawa Heart Institute.

Dr. Alarcon zegt dat de gegevens niet alleen suggereren dat de therapeutische werking van het spray-on nanotherapeuticum zeer effectief is, maar dat de toepassing ervan veel eenvoudiger is dan andere regeneratieve benaderingen voor de behandeling van een hartinfarct.

In het begin was de waargenomen verbetering van de hartfunctie en de voortplanting van elektrische signalen in de harten van geteste muizen moeilijk te geloven voor het team. Maar herhaalde experimenten leverden dezelfde positieve resultaten op, volgens Dr. Alarcon, die deel uitmaakt van de faculteit Biochemie, Microbiologie en Immunologie van de Faculteit der Geneeskunde en directeur van het Bio-nanomaterials Chemistry and Engineering Laboratory van het University of Ottawa Heart Institute.

Om de opwindende bevindingen bij muizen te valideren, probeert het team deze technologie nu aan te passen aan minimaal invasieve procedures die het testen in grote diermodellen, zoals konijnen en varkens, zullen versnellen.

Dr. Alarcon prees de onderzoekscultuur in uOttawa en het Heart Institute en zei dat de vrijheid om te verkennen voorop staat. “Als je een omgeving hebt waar je fouten mag maken en kritiek mag hebben, drijft dat echt tot ontdekkingen”, zegt hij.

Het team dat bij het artikel betrokken is, omvat onderzoekers van uOttawa en de Universiteit van Talca in Chili.