Nanopartikler registrerer biokemi af inflammation

Betændelse er kendetegnende for mange menneskelige sygdomme, fra infektion til neurodegeneration. Den kemiske balance i et væv er forstyrret, resulterer i akkumulering af reaktive oxygenarter (ROS) såsom hydrogenperoxid, som kan forårsage oxidativ stress og tilhørende toksiske effekter.

Selvom nogle ROS er vigtige i cellesignalering og kroppens forsvarsmekanismer, disse kemikalier bidrager også til og er indikatorer for mange sygdomme, herunder kardiovaskulær dysfunktion. En ikke-invasiv måde at detektere målbare, lave niveauer af hydrogenperoxid og andre ROS ville give en levedygtig måde at opdage betændelse. En sådan metode ville også give en måde til selektivt at levere lægemidler til deres mål.

Adah Almutairi, PhD, lektor ved Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Institut for Nanoteknik, og Materials Science and Engineering Program ved University of California, San Diego, og kolleger har udviklet den første nedbrydelige polymer, der er ekstremt følsom over for lave, men biologisk relevante koncentrationer af hydrogenperoxid.

Deres arbejde er i øjeblikket offentliggjort i online-udgaven af Journal of the American Chemical Society .

Disse polymerkapsler, eller nanopartikler, optages af makrofager og neutrofiler - immunsystemets celler, der skynder sig til stedet for inflammation. Nanopartiklerne frigiver derefter deres indhold, når de nedbrydes i nærvær af hydrogenperoxid produceret af disse celler.

"Dette er det første eksempel på en biokompatibel måde at reagere på oxidativ stress og inflammation, " sagde Almutairi, direktør for UC San Diego Laboratory of Bioresponsive Materials. "Fordi kapslerne er skræddersyet til at nedbrydes biologisk og frigive deres last, når de støder på hydrogenperoxid, de kan tillade målrettet lægemiddellevering til sygt væv."

Almutairi søger at teste denne metode i en model for åreforkalkning. "Kardiologer har længe haft brug for en ikke-invasiv metode til at bestemme, hvilke patienter der er sårbare over for et hjerteanfald forårsaget af sprængt plak i arterierne før angrebet, " sagde hun. "Da den farligste af plaques er betændt, vores system kunne give en sikker måde at opdage og behandle denne sygdom."