Автор AZoNano 11 февраля 2021

Чрескожное коронарное вмешательство (ЧКВ), широко известное как ангиопластика с использованием стента, открывает закупоренные артерии и спасает жизни. Несмотря на свои преимущества в лечении атеросклероза, вызывающего ишемическую болезнь сердца, эта обычная малоинвазивная процедура все еще вызывает серьезные осложнения у некоторых пациентов.

Ангиопластика включает надувание баллона на конце катетера для сжатия жировых отложений (бляшек) на стенке артерии, тем самым восстанавливая кровоток в суженных или заблокированных сосудах. Процедура под визуальным контролем часто сочетается с установкой стентов без покрытия – крошечных расширяемых сетчатых устройств – или стентов, покрытых медленно высвобождающимися антипролиферативными препаратами.

Стенты с лекарственным покрытием помогают предотвратить рост рубцовой ткани (пролиферацию гладкомышечных клеток) в артерии, так что сосуд в конечном итоге снова не закроется, что называется рестенозом.

Однако современные антипролиферативные препараты без разбора подавляют рост всех близлежащих клеток, включая слой эндотелиальных клеток, выстилающих кровеносные сосуды. Эти эндотелиальные клетки предотвращают образование тромбов (тромбоз) внутри стента и образование большего количества бляшек (неоатеросклероз), которые могут вызвать сердечный приступ или внезапную сердечную смерть.

Сосредоточенные на борьбе с этим осложнением лечения, исследователи Медицинского колледжа Морсани из Университета здравоохранения Южной Флориды (USF Health) недавно разработали нанотерапию нового поколения. Их доклинические результаты подробно описаны в исследовании, опубликованном 2 февраля в Molecular Therapy .

Нанотерапия, состоящая из нетоксичного пептида, известного как p5RHH, и синтетической информационной РНК (мРНК), несущей генетические инструкции или код, необходимые клеткам для производства белков.

Просто смешивая p5RHH с мРНК, они спонтанно самоорганизуются в компактные наночастицы, которые специфически нацелены на поврежденные области артерий в моделях мышей, имитирующих ангиопластику. Наночастицы содержат переключатель микроРНК, добавленный к мРНК.

" Одной из основных проблем сердечно-сосудистых заболеваний остается доставка целевых терапевтических средств конкретно к участкам бляшек и клеткам, которые образуют бляшки, включая клетки гладких мышц и воспалительные клетки, без воздействия на эндотелиальные клетки или в здоровых регионах »– сказала главный исследователь исследования Хана Тотари-Джайн, доктор философии, доцент кафедры молекулярной фармакологии и физиологии медицинского колледжа Морсани USF Health.

Для этого исследователи использовали мРНК, кодирующую белок p27, блокирующий рост клеток. Они добавили к мРНК специфичную для эндотелиальных клеток микроРНК для создания переключателя микроРНК.

Конструкция этого переключателя микроРНК позволила исследователям включить мРНК в гладкомышечных клетках, чтобы подавить их рост и образование рестеноза. Это также позволило им отключить мРНК в эндотелиальных клетках, чтобы эти клетки могли беспрепятственно расти и быстро вылечить поврежденный кровеносный сосуд.

«Если мы сможем разработать антипролиферативную терапию, которая конкретно нацелена на клетки гладкой мускулатуры сердечно-сосудистой системы и инфильтрирующие воспалительные клетки, но щадит эндотелиальные клетки – что мы сделали с помощью конструкции наших переключателей микроРНК – тогда мы должен быть в состоянии достичь терапевтического эффекта стентов с лекарственным покрытием без обратной стороны тромбоза и неоатеросклероза », – сказал ведущий автор статьи Джон Локхарт, доктор философии, который работал над исследованием в качестве докторанта в USF Health Molecular Pharmacology и Физиология. Доктор Локхарт продолжает свое постдокторское обучение в Онкологическом центре Моффитта.

Последнее исследование основано на предыдущем исследовании доктора Тотари-Джайна, показывающем, что терапия на основе микроРНК работает лучше, чем стенты с лекарственным покрытием в модели ангиопластики на крысах. В этой работе использовался аденовирусный вектор для проведения клеточно-селективной терапии поврежденных артерий.

В этом исследовании вирусный вектор был заменен альтернативой наночастицам – изменение, необходимое для того, чтобы избежать проблем с безопасностью и продвинуть терапию в сторону использования у пациентов.

Исследуемые наночастицы вводили мышам с артериями, имитирующими повреждение сосудов после ангиопластики, каждые три дня в течение двух недель (всего 5 доз). Исследователи сообщают, что у мышей, получавших наночастицы, содержащие переключатель miRNA, значительно уменьшился рестеноз и полностью восстановился рост эндотелиальных клеток в поврежденной артерии, по сравнению с животными, получавшими наночастицы, содержащие мРНК без переключения miRNA.

Кроме того, наночастицы эффективно доставляли свой груз мРНК без деградации только в области артерии, где были повреждены эндотелиальные клетки.

Частицы не накапливались токсично ни в клетках здоровых органов (печень, селезенка, легкие или почки), ни в неповрежденных артериях, прилегающих к артериям, требующим лечения. Исследователи не наблюдали побочных реакций или результатов у мышей, получавших наночастицы.

В целом, результаты показывают, что наночастицы-переключатели miRNA могут применяться клинически для избирательного предотвращения рестеноза после ЧКВ путем целенаправленного воздействия на области повреждения эндотелиальных клеток, чтобы ускорить рост клеток и восстановление поврежденных артерий.

Затем исследователи USF Health планируют изучить возможность наночастиц, переключающих микроРНК, непосредственно лечить атеросклеротические бляшки, тем самым устраняя необходимость в ЧКВ.

«Сердечно-сосудистые заболевания по-прежнему являются причиной смерти номер один, », – сказал доктор Тотари-Джайн, член Медицинского института сердца USF. «Это исследование дает надежду на разработку новых биомолекулярных методов лечения для продвижения борьбы с ишемической болезнью сердца и заболеванием периферических артерий»,

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний каждые 36 секунд в США один человек умирает от сердечно-сосудистых заболеваний.

Исследование USF Health было поддержано грантами Национальных институтов здравоохранения. Сэмюэл Виклайн, доктор медицины, директор Института здоровья сердца USF, и Хуа Пань, доктор философии, доцент Института сердца, участвовали в исследовании.

Источник: https://health.usf.edu/