Наночастицы могут ограничить воспаление, отвлекая иммунную систему

Исследователи из Мичиганского университета обнаружили, что инъекция наночастиц может помочь в борьбе с чрезмерной реакцией иммунной системы. Частицы отвлекают иммунные клетки, вызывающие воспаление, от места повреждения.

Воспаление — палка о двух концах. В норме оно помогает заживлению и борьбе с инфекциями. Но иногда иммунная система реагирует чрезмерно. Например, острое повреждение легких, вызванное вдыханием дыма, может привести к неконтролируемому накоплению жидкости.

Эксперименты на мышах показали, что простые пластиковые наночастицы, введенные внутривенно, могут "занять" тип иммунных клеток — нейтрофилы — и не дать им вызвать воспаление. Нейтрофилы также играют роль при сепсисе и атеросклерозе.

"Нейтрофилы — первая линия защиты. Они самые активные и наиболее приспособлены для запуска воспалительного ответа", — говорит профессор Омолола Эниола-Адефесо, руководившая исследованием.

Изначально команда изучала динамику в кровеносных сосудах, влияющую на способность наночастиц доставлять лекарства к стенке сосуда. В экспериментах с искусственными сосудами (микрофлюидными чипами) они заметили, что нейтрофилы не только мешали частицам прикрепиться к стенке, но и сами переставали связываться с ней.

"Ужас по поводу 'плохого' поведения наших частиц превратился в волнение от открытия их нового эффекта на клетки", — отметила Эниола-Адефесо.

Команда смоделировала повреждение стенки сосуда в чипе и подтвердила, что нейтрофилы переключают внимание с создания воспаления на "уборку" чужеродных частиц.

В сотрудничестве с профессором Майклом Холинстатом, который использует технологию визуализации сосудов у живых мышей, исследователи выяснили, что инъекция наночастиц мышам с острым повреждением легких может сократить количество нейтрофилов в месте повреждения вдвое или более.

Концентрация нейтрофилов стала аналогичной их уровню в крови здоровых мышей. Вместо этого клетки уносили частицы в печень для вывода из кровотока.

Исследовательская группа продолжит работу в двух направлениях:

1. Изучение инъекции наночастиц как возможного метода лечения состояний с чрезмерным воспалением.
2. Решение проблемы использования наночастиц для целевой доставки лекарств.

Один из подходов — покрытие частиц "незагрязняющими" материалами, устойчивыми к связыванию с белками крови, в комбинации с целевыми химическими группами. Другой подход, который пробуют иные группы, — помещение наночастиц внутрь мембран клеток, которые естественным образом мигрируют к нужной ткани (например, самих нейтрофилов).

Исследование "Взаимодействия нейтрофилов с частицами в кровотоке стимулируют клиренс частиц и изменяют ответ нейтрофилов при остром воспалении" опубликовано в журнале Nano Letters.