Наночастицы для детекции биохимии воспаления

Воспаление — характерный признак многих заболеваний человека, от инфекций до нейродегенерации. При этом химический баланс в ткани нарушается, что приводит к накоплению активных форм кислорода (АФК), таких как перекись водорода, вызывающих окислительный стресс и связанные с ним токсические эффекты.

Хотя некоторые АФК важны для клеточной сигнализации и защитных механизмов организма, они также способствуют развитию и являются индикаторами многих заболеваний, включая сердечно-сосудистую дисфункцию. Неинвазивный метод обнаружения низких, но измеримых уровней перекиси водорода и других АФК стал бы эффективным способом выявления воспаления. Такой метод также позволил бы селективно доставлять лекарства к мишеням.

Адá Альмутайри, PhD, доцент Школы фармации и фармацевтических наук Скаггса, факультета наноинженерии и программы по материаловедению и инженерии в Калифорнийском университете в Сан-Диего, и её коллеги разработали первый деградируемый полимер, чрезвычайно чувствительный к низким, но биологически значимым концентрациям перекиси водорода.

Их работа опубликована в онлайн-выпуске Journal of the American Chemical Society.

Эти полимерные капсулы, или наночастицы, поглощаются макрофагами и нейтрофилами — клетками иммунной системы, которые устремляются к очагу воспаления. Затем наночастицы высвобождают своё содержимое, когда деградируют в присутствии перекиси водорода, вырабатываемой этими клетками.

«Это первый пример биосовместимого способа реагировать на окислительный стресс и воспаление», — сказала Альмутайри, директор Лаборатории биочувствительных материалов Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Поскольку капсулы спроектированы так, чтобы разлагаться и высвобождать груз при встрече с перекисью водорода, они могут обеспечить целевую доставку лекарств в поражённую ткань».

Альмутайри планирует протестировать этот метод на модели атеросклероза. «Кардиологи давно нуждаются в неинвазивном методе, чтобы определить, какие пациенты уязвимы к сердечному приступу, вызванному разрывом бляшки в артериях, до самого приступа», — сказала она. «Поскольку наиболее опасные бляшки воспалены, наша система может обеспечить безопасный способ обнаружения и лечения этого заболевания».