Forskere udvikler syntetiske HDL -kolesterol nanopartikler

(Phys.org) —Aterosklerose, en ophobning af cellulær plak i arterierne, er stadig en af ​​de største dødsårsager globalt. Mens lipoprotein med høj densitet, eller HDL, det såkaldte gode kolesterol, overføres til leveren til behandling, lavdensitetslipoprotein, eller LDL, opbygges i arterierne i form af plak.

Tidlig påvisning af cellulære komponenter i pladen, der brister og blokerer arterier, har længe været anset som potentielt effektiv påvisning af hjertesygdomme og deres forbindelse til åreforkalkning.

En ny undersøgelse af University of Georgia forskere i Franklin College of Arts and Sciences afdeling for kemi, udgivet online 13. maj i Procedurer fra National Academy of Sciences , dokumenterer et teknologisk gennembrud:Syntetiske lipoprotein -nanopartikler med høj densitet. En fuldstændigt bionedbrydeligt syntetisk version af det såkaldte gode kolesterol, nanopartiklerne repræsenterer et potentielt nyt opdagelses- og terapiregime for åreforkalkning.

I processen med at udvikle en nanopartikelsensor til at detektere ustabile cellulære komponenter i aterosklerotiske læsioner, studieforfattere assisterende professor Shanta Dhar og kandidatstuderende Sean Marrache konstruerede lipoprotein -nanopartiklen i Dhars NanoTherapeutics Research Laboratory. I dyreforsøg i bænkskala, den syntetiske HDL-efterlignende nanopartikel viste signifikante reduktioner i totalt kolesterol og triglycerider.

"Ved at oprette alle processerne for nanopartiklen til at efterligne den naturlige HDL og bære et signaloutput, vi var i stand til at demonstrere fremragende biokompatibilitet, "Sagde Dhar." Hvis vi bare udelader sensoren, vi har en meget lovende terapi til reduktion af triglycerider i blodbanen. "

High-density-lipoprotein-efterlignende nanopartikler er blevet oprettet tidligere, selvom partikler i reklamer er blevet rekonstitueret fra humant blod. Selvom det lykkes, disse partikler står over for mange udfordringer i reproduktion og opskalering til fremstilling, herunder variation i immunresponser.

"Forskere har brugt rekonstituerede versioner af HDL fra blod, som altid vil have sine ulemper, "Sagde Marrache." Ved at skabe denne partikel fra bunden, vi er i stand til at omgå mange af ulemperne, mens vi opnår alle de positive aspekter ved HDL -levering. "

Dhars syntetiske HDL nanopartikel er en polymer lipidhybrid, kræver færre aminosyrer og dermed bedre egnet til potentiel opskalering. Forskerne brugte en FDA-godkendt bionedbrydelig polymer som en matrix og blandede den med kolesterolester, en komponent i naturlig HDL, at skabe lipoproteinkernen med høj densitet. De introducerede et mimetisk peptid, der klæber til nanopartiklen med præcisionen af ​​naturligt HDL.

"Kemikere søger altid at gøre tingene mere syntetiske, og, med mig, målet er altid at gøre produktet bionedbrydeligt, "sagde hun." Det var den unikke kombination, der fik os til at komme med disse teknologier, der lover løfte om translationelle værktøjer, der kan hjælpe med tidlig diagnose og forhindre sårbar plakudvikling. "

Hendes afdelingsleder er enig. "Professor Dhar har hurtigt opbygget et forskningsprogram inden for nanomaterialebaseret terapi i løbet af sine tre år på UGA og opnået bemærkelsesværdig succes på kort tid, "sagde Jonathan Amster, som også er kemiprofessor ved UGA.