Nieuw medicijnafgiftesysteem voor nanodeeltjes verbetert de behandeling van atherosclerose

Theranostische nanodeeltjes (NP’s) gesynthetiseerd met behulp van n-butylcyanoacrylaat (BCA). Luchtgevangen NP’s werden gesynthetiseerd met behulp van de op ultrasoonapparaat gebaseerde mini-emulsiemethode. Het monomeer BCA wordt geëmulgeerd in de waterige fase en beladen met 2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrine (CD) en indocyaninegroen (ICG)/IR780-kleurstof. Tijdens de generatiestap wordt lucht in de NP’s opgesloten. Intraveneus geïnjecteerde CD-geladen NP’s zullen zich ophopen op de atherosclerotische plaque en CD afgeven, wat de plaquegrootte vermindert. De ICG / IR780-geladen en luchtgevangen NP’s zorgden voor contrastverbetering via NIR-fluorescentie en echografie. De gegenereerde theranostische NP’s maken zowel de identificatie/diagnose van atherosclerose als effectieve anti-atherosclerotische therapie mogelijk. Krediet: Sourabh Mehta et al, Klein (2022). DOI: 10.1002/smll.202200967

Onderzoekers van Baker Heart en Diabetes Institute hebben een nieuwe methode voor medicijnafgifte ontworpen en ontwikkeld die de werkzaamheid van een medicijn voor de behandeling van atherosclerose enorm kan verbeteren en het potentieel heeft om andere ziekten te identificeren en te behandelen.

De techniek, die gebruik maakt van met medicijnen geladen nanodeeltjes, richt zich direct op de plaats van atherosclerose in diermodellen, waardoor de opname van het medicijn hydroxylpropyl-beta-cyclodextrine (CD) door de cellen wordt verbeterd en het cholesterolgehalte aanzienlijk wordt verlaagd, effectiever dan het medicijn alleen.

Momenteel zijn hoge doses CD vereist tijdens de behandeling van atherosclerose, wat resulteert in bijwerkingen, waaronder gehoorverlies, maar aanhoudende en lokale afgifte van dit met medicijnen beladen nanodeeltje (CDNP), zou niet alleen de werkzaamheid van het medicijn verbeteren, maar zou waarschijnlijk ook verminderen die negatieve effecten.

De studie, geleid door de adjunct-directeur van het Baker Institute, professor in de basis- en vertaalwetenschap Karlheinz Peter, werd gepubliceerd in het tijdschrift Klein deze week.

“We weten dat CD het cholesterolgehalte in tandplak verlaagt, maar het is moeilijk om de medicijnen in het benodigde gebied te krijgen, dus je hebt een grote hoeveelheid nodig”, zei co-onderzoeker en Baker Institute Laboratory Head, Molecular Imaging and Theranostics Associate Professor Xiaowei Wang .

“We hebben het medicijn in het nanodeeltje verpakt, dat direct naar de plaats van de ziekte kan worden gestuurd. Eenmaal daar hoopt het medicijn zich op en verwijdert het cholesterol.

“We weten al dat CD een effectieve behandeling is voor andere ziekten, waaronder de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Niemann-Pick type C, dus deze techniek heeft het potentieel om de werkzaamheid van de behandeling ook voor die ziekten te verbeteren.”

De nanodeeltjes hebben het extra voordeel van een gaskern en fluorescerende kleurstofcoating, waardoor ze kunnen worden gebruikt als contrastmiddel voor diagnostische beeldvorming, zei Wang.

“We kunnen de nanodeeltjes ook visualiseren op echografie, wat een waardevol diagnostisch hulpmiddel zou zijn, en de met medicijnen gevulde bel kunnen laten knappen voor onmiddellijke medicijnafgifte met behulp van een ultrasone golf,” zei ze.

“Wij geloven dat deze CDNP’s een platform bieden voor diagnostische en therapeutische toediening van anti-atherosclerotische therapie, en dat CD-dragerplatforms zoals CDNP’s kunnen worden gebruikt voor de gelijktijdige toediening van meerdere krachtige geneesmiddelen.”