Nanoteknoloji osteoartritin ilerlemesini yavaşlatabilir mi?
Osteoartrit için hala bir tedavi yoktur. Bununla birlikte, yenilikçi bir nanoteknolojik yaklaşım, terapötik maddelerin etkilenen kıkırdağın daha derinlerine gönderilmesine ve daha uzun süre aktif kalmasına yardımcı olabilir.
Ağırlıklı olarak yaşlı yetişkinlerle ilişkili bir durum olan osteoartrit, zayıflatıcı bir durumdur.
Vücudun eklemlerindeki kıkırdağı etkileyen osteoartrit, Amerika Birleşik Devletleri'nde tahmini 26 milyon kişiyi etkilemektedir.
Bazen durum, eklemde bir yaralanma veya hastalıkla ilgili hasarla başlar.
Diğer zamanlarda, yıllarca kullanımdan kaynaklanan aşınma ve yıpranmadan kaynaklanmaktadır.
Her durumda, şu anda ilerlemesini durdurmanın bir yolu yoktur. Mevcut olduğu gibi, mevcut tek seçenek, ilişkili ağrıyı hafifletmek için ilaçlardır.
Nüfus gittikçe yaşlandıkça ve ağırlaştıkça - her ikisi de osteoartrit için risk faktörü - daha da büyük bir sorun haline geliyor.
Ayrıca, ağrı baskın semptom olduğu için, osteoartrit opioid bağımlılığı krizine katkıda bulunmaktadır. Bu hastalığın ileriye doğru ilerleyişine müdahale etmenin yenilikçi yollarını bulmak her zamankinden daha acil.
İlaç verme sorunu
Kısa süre önce, Cambridge'deki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) araştırmacılar dahil oldu. Deneysel osteoartrit ilaçlarını geliştirmek için nanoteknolojiyi kullanmanın yollarını araştırdılar.
Bulgularını dergide yayınladılar Çeviri Tıp bu haftanın başlarında.
Yıllar geçtikçe, bilim adamları osteoartrite karşı çok çeşitli kimyasallar kullandılar. Bazıları hayvan modellerinde umut vaat etti, ancak bugüne kadar hiçbirinin insan hastalarda yararlı olduğu kanıtlanmadı.
Yeni çalışmanın yazarları, "bu eksikliklerden herhangi birinin yetersiz ilaç dağıtımından kaynaklandığına" inanıyor.
Bu iki ana nedenden dolayıdır. İlk olarak, eklemlerde kan eksikliği vardır, bu da uzmanların ilaçları doğrudan eklemlere enjekte etmeleri gerektiği anlamına gelir. İkinci olarak, lenfatik drenaj, eklemlere enjekte edilen bileşikleri hızla uzaklaştırma eğilimindedir.
Bu engelin üstesinden gelmek için bilim adamları, ilacı eklemde daha uzun süre tutmanın ve aynı zamanda kıkırdağın daha derinlerine dalarak ilacı doğrudan ihtiyaç duyulan hücrelere götürmenin bir yolunu tasarlamaya odaklandı.
Odaklandıkları ilaç, bazı klinik çalışmalarda umut vaat eden bir bileşik olan insülin benzeri büyüme faktörü 1 (IGF-1) idi. Bu büyüme faktörü, sağlıklı kıkırdağı oluşturan hücreler olan kondrositlerin büyümesini ve hayatta kalmasını sağlar.
Küçük küreler
Araştırmacılar, IGF-1 için bir taşıyıcı olarak nano ölçekli küresel bir molekül tasarladılar. Molekül, merkezi bir çekirdekten çıkan ve dendrimer adı verilen birçok daldan oluşur.
Her dal, kondrositlerin yüzeyindeki negatif yüke çekilen pozitif yüklü bir bölge ile biter.
Moleküller ayrıca pozitif yükleri örten ve aralıklı olarak nötralize eden sallanan bir polimer kol içerir. Araştırmacılar, IGF-1 moleküllerini bu kürenin yüzeyine bağladılar ve bileşiği sıçanların eklemlerine enjekte ettiler.
Bu parçacıklar vücuda girdikten sonra kıkırdağa bağlanırlar ve lenfatik drenaj onları kaldıramaz. Oradan dokuya yayılmaya başlayabilirler.
Bununla birlikte, küreler, onları kıkırdak yüzeyine kilitli tutacağından kalıcı olarak bağlanmaz. Esnek polimer kol, zaman zaman yükleri kapatarak molekülün hareket etmesine ve dokuda daha derine dalmasına izin verir.
"Malzemenin hem dokuyu hem bağlayıp hem de daha fazla yayılma için bağını çözebilmesi ve yüzeye yapışacak kadar güçlü olmaması için optimum bir şarj aralığı bulduk."
Baş çalışma yazarı, bir MIT lisansüstü öğrencisi olan Brett Geiger
IGF-1, kondrositlere verildiğinde, proteoglikanların veya kıkırdak hammaddesinin salınmasını indükler. IGF-1 ayrıca hücresel büyümeyi teşvik eder ve hücre ölüm oranını azaltır.
Terapötik pencereyi genişletmek
Araştırmacılar bu hibrit molekülü farelerin eklemlerine enjekte ettiler. Bilim adamlarının IGF-1'i tek başına enjekte ettiğinden yaklaşık 10 kat daha uzun olan yarılanma ömrü 4 gündür (ilacın ilk hacminin yarısına inmesi için geçen süre). Önemlisi, terapötik etkisi 30 gün sürdü.
İlacı almayan sıçanlarla karşılaştırıldığında, eklem hasarı azaldı. Ayrıca, iltihaplanmada önemli bir azalma oldu.
Elbette fare kıkırdağı insanlardan çok daha incedir; onlarınki yaklaşık 100 mikrometre kalınlığındayken, bir insanınki 1 milimetreye daha yakındır.
Ayrı bir deneyde bilim adamları, bu moleküllerin bir insan hasta için uygun olacak bir kalınlığa kadar nüfuz edebildiğini kanıtladılar.
Bu, ilaçları kıkırdağa iletmek için bu moleküllerin kullanımını araştıran araştırmanın sadece ilk aşamasıdır. Ekip, aynı çizgide devam etmeyi ve enflamatuar sitokinleri ve DNA ve RNA dahil nükleik asitleri bloke eden ilaçlar da dahil olmak üzere diğer kimyasalları incelemeyi planlıyor.
Çalışma, nanoteknolojinin osteoartrit araştırmalarında kullanımı üzerine bir başyazıyla birlikte ortaya çıkıyor. Yazar Christopher H. Evans şöyle yazıyor:
Bunlar son derece cesaret verici veriler. […] [T] burada kondrositlerin metabolizmasını sürekli bir şekilde eklem kıkırdağının tüm kalınlığı boyunca in situ olarak etkileyebilecek başka bir ilaç verme sistemi yoktur. "
Yeni yöntem başlangıç aşamasında olsa da, bu yaklaşım sonunda doktorların osteoartrit seyrini iki haftada bir veya aylık enjeksiyonlarla önemli ölçüde yavaşlatabileceği anlamına gelebilir.
