Μπορεί νανοτεχνολογία να επιβραδύνει την πρόοδο της οστεοαρθρίτιδας;
Δεν υπάρχει ακόμα θεραπεία για την οστεοαρθρίτιδα. Ωστόσο, μια καινοτόμος νανοτεχνολογική προσέγγιση μπορεί να βοηθήσει στην αποστολή θεραπευτικών παραγόντων βαθύτερα στον προσβεβλημένο χόνδρο και να παραμείνει ενεργός για περισσότερο.
Κυρίως μια κατάσταση που σχετίζεται με ηλικιωμένους ενήλικες, η οστεοαρθρίτιδα είναι μια εξουθενωτική κατάσταση.
Επηρεάζοντας τον χόνδρο στις αρθρώσεις του σώματος, η οστεοαρθρίτιδα επηρεάζει περίπου 26 εκατομμύρια ανθρώπους στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Μερικές φορές, η κατάσταση ξεκινά με τραυματισμό ή βλάβη που σχετίζεται με την ασθένεια στην άρθρωση.
Σε άλλες περιπτώσεις, οφείλεται στη φθορά που προκαλείται από χρόνια χρήσης.
Σε όλες τις περιπτώσεις, προς το παρόν δεν υπάρχει τρόπος να σταματήσει η εξέλιξή του. Ως έχει, οι μόνες διαθέσιμες επιλογές είναι φάρμακα για την ανακούφιση του σχετιζόμενου πόνου.
Καθώς ο πληθυσμός γίνεται σταδιακά μεγαλύτερος και βαρύτερος - και οι δύο παράγοντες κινδύνου για οστεοαρθρίτιδα - γίνεται όλο και μεγαλύτερο πρόβλημα.
Επιπλέον, επειδή ο πόνος είναι το κυρίαρχο σύμπτωμα, η οστεοαρθρίτιδα συμβάλλει στην κρίση του εθισμού στα οπιοειδή. Η εξεύρεση καινοτόμων τρόπων παρεμβολής στην πορεία της νόσου είναι πιο πιεστική από ποτέ.
Το πρόβλημα της παράδοσης ναρκωτικών
Πρόσφατα, συμμετείχαν ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) στο Cambridge. Διερεύνησαν τρόπους χρήσης νανοτεχνολογίας για την ενίσχυση πειραματικών φαρμάκων οστεοαρθρίτιδας.
Δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο περιοδικό Μεταφραστική Ιατρική νωρίτερα αυτήν την εβδομάδα.
Με την πάροδο των ετών, οι επιστήμονες έβαλαν ένα μεγάλο εύρος χημικών ουσιών κατά της οστεοαρθρίτιδας. Μερικοί έχουν δείξει υπόσχεση σε ζωικά μοντέλα, αλλά μέχρι σήμερα, κανένα δεν έχει αποδειχθεί χρήσιμο σε ασθενείς με ανθρώπους.
Οι συγγραφείς της νέας μελέτης πιστεύουν ότι «[μ] οποιαδήποτε από αυτές τις ελλείψεις βασίζεται στην ανεπαρκή παράδοση ναρκωτικών».
Αυτό είναι για δύο βασικούς λόγους. Πρώτον, οι αρθρώσεις έχουν έλλειψη παροχής αίματος, πράγμα που σημαίνει ότι οι ειδικοί πρέπει να εγχέουν φάρμακα απευθείας στις ίδιες τις αρθρώσεις. Δεύτερον, η λεμφική αποστράγγιση τείνει να απομακρύνει γρήγορα τις ενώσεις που εγχέονται στις αρθρώσεις.
Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στο σχεδιασμό ενός τρόπου παράδοσης και διατήρησης ναρκωτικών στην άρθρωση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ενώ επίσης καταδύονται βαθύτερα στον χόνδρο, λαμβάνοντας έτσι φάρμακα απευθείας στα κύτταρα όπου χρειάζεται.
Το φάρμακο στο οποίο επικεντρώθηκαν ήταν ινσουλινοειδής αυξητικός παράγοντας 1 (IGF-1), μια ένωση που έχει δείξει υπόσχεση σε ορισμένες κλινικές δοκιμές. Αυτός ο αυξητικός παράγοντας προάγει την ανάπτυξη και την επιβίωση των χονδροκυττάρων, τα οποία είναι τα κύτταρα που αποτελούν υγιή χόνδρο.
Μικρές σφαίρες
Οι ερευνητές σχεδίασαν ένα σφαιρικό μόριο νανοκλίμακας ως φορέα για το IGF-1. Το μόριο αποτελείται από πολλά κλαδιά, που ονομάζονται δενδριμερή, που προέρχονται από έναν κεντρικό πυρήνα.
Κάθε κλάδος τελειώνει με μια θετικά φορτισμένη περιοχή που προσελκύεται στο αρνητικό φορτίο στην επιφάνεια των χονδροκυττάρων.
Τα μόρια περιλαμβάνουν επίσης ένα ταλαντευόμενο πολυμερές βραχίονα που καλύπτει και εξουδετερώνει κατά διαστήματα τα θετικά φορτία. Οι ερευνητές προσάρμοσαν μόρια IGF-1 στην επιφάνεια αυτής της σφαίρας και ένεσαν την ένωση στις αρθρώσεις αρουραίων.
Μόλις αυτά τα σωματίδια είναι στο σώμα, συνδέονται με χόνδρο και η λεμφική αποστράγγιση δεν μπορεί να τα αφαιρέσει. Από εκεί, μπορούν να αρχίσουν να διαχέονται στον ιστό.
Ωστόσο, οι σφαίρες δεν συνδέονται μόνιμα, καθώς αυτό θα τους κρατούσε κλειδωμένους στην επιφάνεια του χόνδρου. Ο εύκαμπτος βραχίονας πολυμερούς καλύπτει περιστασιακά τα φορτία, επιτρέποντας στο μόριο να κινείται και να βυθίζεται βαθύτερα στον ιστό.
«Βρήκαμε ένα βέλτιστο εύρος φόρτισης έτσι ώστε το υλικό να μπορεί να δεσμεύσει τόσο τον ιστό και να δεσμευτεί για περαιτέρω διάχυση, και να μην είναι τόσο ισχυρό που να κολλάει στην επιφάνεια».
Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Brett Geiger, ένας μεταπτυχιακός φοιτητής του MIT
Καθώς ο IGF-1 εισάγεται στα χονδροκύτταρα, προκαλεί την απελευθέρωση πρωτεογλυκανών ή την πρώτη ύλη του χόνδρου. Ο IGF-1 ενθαρρύνει επίσης την κυτταρική ανάπτυξη και μειώνει το ποσοστό κυτταρικού θανάτου.
Επέκταση του θεραπευτικού παραθύρου
Οι ερευνητές ένεσαν αυτό το υβριδικό μόριο στις αρθρώσεις των αρουραίων. Είχε χρόνο ημιζωής 4 ημερών (ο χρόνος που απαιτείται για τη μείωση του φαρμάκου στο ήμισυ του αρχικού του όγκου), ο οποίος είναι περίπου 10 φορές μεγαλύτερος από ό, τι όταν οι επιστήμονες κάνουν ένεση IGF-1 μόνο. Είναι σημαντικό ότι η θεραπευτική του δράση διήρκεσε 30 ημέρες.
Σε σύγκριση με τους αρουραίους που δεν έλαβαν το φάρμακο, εκείνοι που είδαν μείωση της βλάβης των αρθρώσεων. Επίσης, υπήρξε σημαντική μείωση της φλεγμονής.
Φυσικά, ο χόνδρος των αρουραίων είναι πολύ λεπτότερος από αυτόν των ανθρώπων. έχουν πάχος περίπου 100 μικρόμετρα, ενώ το ανθρώπινο είναι πιο κοντά στο 1 χιλιοστό.
Σε ένα ξεχωριστό πείραμα, οι επιστήμονες απέδειξαν ότι αυτά τα μόρια μπορούσαν να διεισδύσουν σε ένα πάχος που θα ήταν σχετικό για έναν άνθρωπο ασθενή.
Αυτή είναι μόνο η πρώτη φάση της έρευνας που διερευνά τη χρήση αυτών των μορίων για τη διανομή φαρμάκων στον χόνδρο. Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει προς την ίδια κατεύθυνση και να μελετήσει άλλες χημικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων φαρμάκων που μπλοκάρουν φλεγμονώδεις κυτοκίνες και νουκλεϊκά οξέα, συμπεριλαμβανομένων των DNA και RNA.
Η μελέτη εμφανίζεται παράλληλα με ένα άρθρο σχετικά με τη χρήση της νανοτεχνολογίας στην έρευνα για την οστεοαρθρίτιδα. Ο συγγραφέας, Christopher H. Evans, γράφει:
«Αυτά είναι εξαιρετικά ενθαρρυντικά δεδομένα. […] [T] εδώ δεν υπάρχει άλλο σύστημα χορήγησης φαρμάκων που μπορεί να επηρεάσει τον μεταβολισμό των χονδροκυττάρων in situ σε όλο το πάχος του αρθρικού χόνδρου με σταθερό τρόπο. "
Αν και η νέα μέθοδος είναι στα σπάργανα, αυτή η προσέγγιση μπορεί τελικά να σημαίνει ότι οι γιατροί θα μπορούσαν να επιβραδύνουν σημαντικά την πορεία της οστεοαρθρίτιδας με δύο εβδομάδες ή μηνιαίες ενέσεις.
