Voiko nanotekniikka hidastaa nivelrikon etenemistä?
Nivelrikkoon ei ole vielä parannuskeinoa. Yksi innovatiivinen nanoteknologinen lähestymistapa voi kuitenkin auttaa lähettämään terapeuttisia aineita syvemmälle kärsivään rustoon ja pysymään aktiivisina pidempään.
Pääasiassa vanhempiin aikuisiin liittyvä tila, nivelrikko on heikentävä tila.
Kehon nivelten rustoon vaikuttava nivelrikko vaikuttaa arviolta 26 miljoonaan ihmiseen Yhdysvalloissa.
Joskus tila alkaa vammasta tai tautiin liittyvästä nivelvauriosta.
Muina aikoina se johtuu vuosien käytön aiheuttamasta kulumisesta.
Kaikissa tapauksissa sen etenemistä ei tällä hetkellä ole mahdollista pysäyttää. Nykyisessä muodossaan ainoat käytettävissä olevat vaihtoehdot ovat lääkkeitä liittyvän kivun lievittämiseksi.
Kun väestö vanhenee ja painaa - molemmat nivelrikon riskitekijät - siitä on tulossa vieläkin suurempi ongelma.
Lisäksi, koska kipu on hallitseva oire, nivelrikko lisää opioidiriippuvuuskriisiä. Innovatiivisten tapojen etsiminen tämän taudin eteenpäin suuntautuvasta marssista on kiireellisempää kuin koskaan.
Huumeiden jakamisen ongelma
Äskettäin Cambridgen Massachusetts Institute of Technology (MIT) -tutkijat osallistuivat toimintaan. He tutkivat tapoja käyttää nanoteknologiaa kokeellisten nivelrikkolääkkeiden tehostamiseksi.
He julkaisivat havainnot lehdessä Käännöslääketiede aiemmin tällä viikolla.
Vuosien mittaan tutkijat ovat antaneet laajan valikoiman kemikaaleja nivelrikkoa vastaan. Jotkut ovat osoittaneet lupauksia eläinmalleissa, mutta toistaiseksi yksikään niistä ei ole osoittautunut hyödylliseksi ihmispotilailla.
Uuden tutkimuksen kirjoittajat uskovat, että "[m] mikä tahansa näistä puutteista juontaa juurensa puutteelliseen lääkkeiden jakeluun".
Tämä johtuu kahdesta pääasiallisesta syystä. Ensinnäkin nivelissä ei ole verenkiertoa, mikä tarkoittaa, että asiantuntijoiden on pistettävä lääkkeitä suoraan niveliin. Toiseksi imusolmukkeiden tyhjennys pyrkii nopeasti poistamaan niveliin ruiskutetut yhdisteet.
Tämän esteen voittamiseksi tutkijat keskittyivät suunnittelemaan tapaa toimittaa ja pitää lääkkeitä nivelessä pidempään ja samalla sukeltaa syvemmälle rustoon, jolloin lääkitys otettiin suoraan soluihin, missä sitä tarvitaan.
Lääke, johon he keskittyivät, oli insuliinin kaltainen kasvutekijä 1 (IGF-1), yhdiste, joka on osoittautunut lupaavaksi joissakin kliinisissä tutkimuksissa. Tämä kasvutekijä edistää kondrosyyttien, terveiden rustojen muodostavien solujen, kasvua ja selviytymistä.
Pienet pallot
Tutkijat suunnittelivat nanomittakaavan pallomaisen molekyylin IGF-1: n kantajaksi. Molekyyli koostuu monista haaroista, joita kutsutaan dendrimereiksi, jotka lähtevät keskushermosta.
Kukin haara päättyy positiivisesti varautuneeseen alueeseen, jota houkuttelee kondrosyyttien pinnan negatiivinen varaus.
Molekyyleihin kuuluu myös kääntyvä polymeerivarsi, joka peittää ja neutraloi ajoittain positiiviset varaukset. Tutkijat kiinnittivät IGF-1-molekyylejä tämän pallon pinnalle ja injektoivat yhdisteen rottien niveliin.
Kun nämä hiukkaset ovat kehossa, ne sitoutuvat rustoon, ja imusolmukkeet eivät voi poistaa niitä. Sieltä ne voivat alkaa diffundoitua kudokseen.
Pallot eivät kuitenkaan tartu pysyvästi, koska ne pitävät ne lukittuna ruston pintaan. Joustava polymeerivarsi peittää toisinaan varaukset antaen molekyylin liikkua ja upota itsensä syvemmälle kudokseen.
"Löysimme optimaalisen latausalueen, jotta materiaali voi sekä sitoa kudoksen että irrottautua edelleen diffuusiointia varten eikä olla niin vahva, että se vain juuttuisi pintaan."
Johtava tutkimuksen kirjoittaja Brett Geiger, MIT: n jatko-opiskelija
Kun IGF-1 viedään kondrosyytteihin, se indusoi proteoglykaanien tai ruston raaka-aineen vapautumisen. IGF-1 rohkaisee myös solujen kasvua ja vähentää solukuoleman määrää.
Terapeuttisen ikkunan pidentäminen
Tutkijat injektoivat tämän hybridimolekyylin rottien niveliin. Sen puoliintumisaika oli 4 päivää (aika, jonka lääke pienenee puoleen alkuperäisestä tilavuudestaan), mikä on noin 10 kertaa pidempi kuin silloin, kun tutkijat pistävät yksin IGF-1: tä. Tärkeää on, että sen terapeuttinen vaikutus kesti 30 päivää.
Verrattuna rottiin, jotka eivät saaneet lääkettä, ne, jotka saivat, vähenivät nivelvaurioita. Myös tulehdus väheni merkittävästi.
Tietenkin rotan rusto on paljon ohuempi kuin ihmisellä; heidän paksuutensa on noin 100 mikrometriä, kun taas ihmisen on lähempänä 1 millimetriä.
Erillisessä kokeessa tutkijat todistivat, että nämä molekyylit pystyivät tunkeutumaan paksuuteen, joka olisi merkityksellistä ihmispotilaalle.
Tämä on vasta ensimmäinen tutkimusvaihe, jossa tutkitaan näiden molekyylien käyttöä lääkkeiden toimittamiseksi rustoon. Tiimi aikoo jatkaa samaa linjaa ja tutkia muita kemikaaleja, mukaan lukien lääkkeet, jotka estävät tulehdussytokiinit ja nukleiinihapot, mukaan lukien DNA ja RNA.
Tutkimus esiintyy nanoteknologian käyttöä nivelrikkotutkimuksessa käsittelevän julkaisun rinnalla. Kirjoittaja Christopher H.Evans kirjoittaa:
”Nämä ovat erittäin rohkaisevia tietoja. […] [T] tässä ei ole muuta lääkkeenantojärjestelmää, joka voisi vaikuttaa kondrosyyttien metaboliaan in situ koko nivelruston paksuudella jatkuvalla tavalla. "
Vaikka uusi menetelmä on lapsenkengissään, tämä lähestymistapa saattaa lopulta tarkoittaa, että lääkärit voisivat hidastaa merkittävästi nivelrikon etenemistä joka toinen viikko tai kuukausittain annettavilla injektioilla.
