Corpul uman este alcătuit din mii de vase limfatice minuscule care transportă globulele albe şi proteinele prin corp, ca o autostradă a sistemului imunitar. Este remarcabil de eficient, dar dacă este deteriorat în urma unei leziuni sau a unui tratament împotriva cancerului, întregul sistem începe să cedeze. Retenţia de lichide, care are drept rezultat tumefierea (umflarea) tesuturilor ca urmare a acumularii de limfă, cunoscută sub numele de limfedem, nu este doar inconfortabilă este, de asemenea, ireversibilă.
Atunci când vasele limfatice cedează, de cele mai multe ori, capacitatea lor de a pompa lichidul limfatic este compromisă. Cercetătorii de la Institutul de tehnologie Georgia au dezvoltat acum un nou tratament folosind nanoparticule care pot repara funcţia de pompare a vaselor limfatice.
În mod tradiţional, cercetătorii din domeniu au încercat să regenereze vasele limfatice, dar repararea acţiunii de pompare este o abordare unică.
„În cazul multor pacienţi, provocarea este că vasele limfatice care încă există la pacient nu funcţionează. Aşadar, nu este vorba de faptul că trebuie să creşti noi vase, pe care le poţi considera ca fiind nişte tuburi, ci de faptul că trebuie să faci tuburile să funcţioneze, ceea ce pentru vasele limfatice înseamnă să pompeze", a declarat Brandon Dixon, profesor în cadrul facultăţii de inginerie mecanică George W. Woodruff.
„Aici abordarea noastră este cu adevărat diferită. Ea livrează un medicament pentru a ajuta vasele limfatice să pompeze folosind o nanoparticulă care se poate scurge chiar în vasele bolnave", explică profesorul Dixon.
Beneficiul nanotehnologiei pentru eliberarea medicamentelor
Medicamentul utilizat de cercetători, S-(-)-Bay K8644 (BayK), vizează în mod normal canalele de calciu de tip L care permit contracţia muşchilor scheletici, cardiaci şi endocrini. De fapt, aplicarea BayK în tot corpul ar duce la convulsii şi spasme.
Utilizarea nanoparticulelor concepute pentru a se scurge în vasele limfatice după injectare concentrează medicamentul exclusiv în vasele limfatice, drenând locul de injectare.
Ca urmare, medicamentul este disponibil în vasele limfatice într- o doză locală ridicată. Atunci când limfa este în cele din urmă returnată în circulaţie, este diluată în sânge atât de mult încât nu afectează alte sisteme din organism, ceea ce face ca medicamentul pentru aplicaţii în limfedem să fie atât ţintit, cât şi sigur, spun cercetătorii.
„Ţesuturile limfatice funcţionează ca nişte bazine fluviale - la nivel regional avem vase care drenează lichidul din ţesuturi", explică Susan Thomas, profesor asociat de inginerie mecanică în cadrul Institutului Parker H. Petit pentru bioinginerie şi bioştiinţă.
„Este ca şi cum ai pune nanoparticule în râu pentru a ajuta râul să curgă mai bine", descrie ea conceptul aplicat în această cercetare.
Laboratorul lui Dixon studiază de ani de zile modul în care funcţionează limfaticele în modele animale, iar prof. Thomas proiectează tehnologii de livrare a medicamentelor cu nanoparticule în sistemul limfatic.
„El dezvoltă instrumente de analiză şi modele de boli legate de sistemul limfatic, iar eu dezvolt tehnologii de eliberare a medicamentelor care vizează sistemul limfatic", a declarat prof. Thomas.
Abordarea limfedemului ca o afecţiune larg răspândită pentru care nu există terapii eficiente a fost ocazia perfectă pentru ca cei doi cercetători să-şi valorifice punctele forte către dezvoltarea de noi strategii pentru a servi această populaţie de pacienţi insuficient deservită.
Testarea terapiei
Echipele de laborator Dixon şi Thomas au testat formula folosind modele de rozătoare. Mai întâi au cartografiat sistemul ganglionar limfatic al modelului prin injectarea unei substanţe fluorescente pentru a vedea cum se deplasează aceasta.
Apoi au aplicat o manşetă de presiune pentru a măsura modul în care sistemul limfatic nu reuşeşte să funcţioneze atunci când este compromis.
De aici, au evaluat modul în care formularea BayK într-o nanoparticulă care drenează limfa a influenţat efectele medicamentului. Sistemul de administrare a permis medicamentului să acţioneze în interiorul vasului limfatic, după cum a demonstrat prin creşterea pompării vaselor şi restabilirea presiunii de pompare, şi a redus drastic concentraţia de BayK în sânge, care este de obicei asociată cu efecte secundare nedorite.
Cercetătorii extind formularea la modele de boli mai avansate pentru a se apropia de aplicarea la om. De asemenea, ei vor explora modul în care noua abordare poate fi utilizată pentru a preveni sau trata limfedemul în combinaţie cu alte terapii existente sau noi, aflate în curs de dezvoltare.
Cercetătorii şi-au publicat concluziile în Science Advances.
