Ny lægemiddelkombination af nanopartikler til åreforkalkning udviklet

Fysisk-kemiske cargo-switching nanopartikler (CSNP) designet af KAIST kan bidrage væsentligt til at reducere kolesterol og makrofagskumceller i arterierne, som er de to vigtigste triggere for aterosklerotisk plak og inflammation.

Den CSNP-baserede kombinationsbehandling med lægemiddellevering viste sig at udøve kolesterolsænkende, anti-inflammatorisk, og anti-proliferative funktioner af to almindelige lægemidler til behandling og forebyggelse af åreforkalkning, som er cyclodextrin og statin. Professor Ji-Ho Park og Dr. Heegon Kim fra KAISTs afdeling for bio- og hjerneteknik sagde, at deres undersøgelse har vist et stort potentiale for fremtidige anvendelser med reducerede bivirkninger.

Aterosklerose er en kronisk inflammatorisk vaskulær sygdom, der er karakteriseret ved ophobning af kolesterol og kolesterolfyldte makrofagskumceller i intima. Når denne aterosklerotiske plak tilstopper og indsnævrer arterievæggene, de begrænser blodgennemstrømningen og forårsager forskellige kardiovaskulære tilstande såsom hjerteanfald og slagtilfælde. Hjerteanfald og slagtilfælde er henholdsvis verdens første og femte dødsårsag.

Oral statinadministration er blevet brugt i klinikker som standardbehandling for åreforkalkning, som er ordineret til at sænke kolesterol i blodet og hæmme dets ophobning i plaque. Selvom statiner effektivt kan forhindre udviklingen af ​​plakvækst, de har kun vist beskeden effektivitet til at fjerne den allerede etablerede plak. Derfor, patienter er forpligtet til at tage statiner resten af ​​deres liv og vil altid bære risikoen for plaksprængninger, der kan udløse en blodprop.

For at løse disse problemer, Professor Park og Dr. Kim udnyttede et andet antiaterogent middel kaldet cyclodextrin. I deres papir offentliggjort i Journal of Controlled Release den 10. marts, Professor Park og Dr. Kim rapporterede, at den polymere formulering af cyclodextrin med en diameter på ca. 10 nanometer (nm) kan akkumulere i den aterosklerotiske plak 14 gange mere og effektivt reducere plaquen selv ved lavere doser, sammenlignet med cyclodextrin i en ikke-polymer struktur.

I øvrigt, selvom cyclodextrin er kendt for at have en cytotoksisk effekt på hårceller i cochlea, som kan føre til høretab, cyclodextrinpolymerer udviklet af professor Parks forskningsgruppe udviste en varierende biofordelingsprofil og havde ikke denne bivirkning.

I den opfølgende undersøgelse rapporteret i ACS Nano den 28. april, forskerne udnyttede både cyclodextrin og statin og dannede cyclodextrin-statin-selvsamlende lægemiddelkompleks, baseret på tidligere fund om, at hvert lægemiddel kan udøve lokal anti-aterosklerose-effekt i pladen. De komplekse dannelsesprocesser blev optimeret til at opnå homogene og stabile nanopartikler med en diameter på omkring 100 nm til systematisk injektion.

Den terapeutiske synergi mellem cyclodextrin og statin kunne angiveligt forbedre plak-målrettet lægemiddellevering og anti-inflammation. Cyclodextrin førte til regression af kolesterol i den etablerede plak, og statinerne blev vist at inhibere proliferationen af ​​makrofagskumceller. Undersøgelsen antydede, at kombinationsterapi er påkrævet for at løse det komplekse inflammatoriske kolesterolrige mikromiljø i pladen.

Professor Park sagde, "Mens nanomedicin hovedsageligt er blevet udviklet til behandling af kræftformer, vores undersøgelser viser, at nanomedicin også kan spille en væsentlig rolle i behandling og forebyggelse af åreforkalkning, som forårsager forskellige hjerte-kar-sygdomme, der er de førende dødsårsager på verdensplan."