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  • Las nanoesponjas de neutrófilos absorben proteínas que promueven la artritis reumatoide

    Ilustración de una nanopartícula recubierta de membrana de células de neutrófilos. Crédito:Qiangzhe Zhang / Nature Nanotechnology

    Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han desarrollado "nanoesponjas" de neutrófilos que pueden absorber y neutralizar de forma segura una variedad de proteínas que juegan un papel en la progresión de la artritis reumatoide. Las inyecciones de estas nanoesponjas trataron eficazmente la artritis reumatoide grave en dos modelos de ratón. La administración temprana de nanoesponjas también previno el desarrollo de la enfermedad.

    El trabajo se publica el 3 de septiembre en Nanotecnología de la naturaleza .

    "Las nanoesponjas son un nuevo paradigma de tratamiento para evitar que las moléculas patológicas desencadenen enfermedades en el cuerpo, "dijo el autor principal Liangfang Zhang, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego. "En lugar de crear tratamientos para bloquear algunos tipos específicos de moléculas patológicas, estamos desarrollando una plataforma que puede bloquear un amplio espectro de ellos, y de esta manera podemos tratar y prevenir enfermedades de manera más eficaz y eficiente ".

    Este trabajo es uno de los últimos ejemplos de nanoesponjas terapéuticas desarrolladas por el laboratorio de Zhang. Zhang, que está afiliado al Instituto de Ingeniería en Medicina y al Centro de Cáncer Moores en UC San Diego, y su equipo desarrolló previamente nanoesponjas de glóbulos rojos para combatir y prevenir infecciones por MRSA y nanoesponjas de macrófagos para tratar y controlar la sepsis.

    Las nuevas nanoesponjas son nanopartículas de polímero biodegradable recubiertas con las membranas celulares de los neutrófilos, un tipo de glóbulo blanco.

    Los neutrófilos se encuentran entre los primeros en responder del sistema inmunológico contra los patógenos invasores. También se sabe que juegan un papel en el desarrollo de la artritis reumatoide, una enfermedad autoinmune crónica que causa inflamación dolorosa en las articulaciones y, en última instancia, puede provocar daños en el cartílago y el tejido óseo.

    Cuando se desarrolla artritis reumatoide, las células de las articulaciones producen proteínas inflamatorias llamadas citocinas. La liberación de citocinas indica a los neutrófilos que ingresen a las articulaciones. Una vez ahí, las citocinas se unen a los receptores en las superficies de los neutrófilos, activándolos para liberar más citocinas, que a su vez atrae más neutrófilos a las articulaciones y así sucesivamente.

    Las nanoesponjas esencialmente cortan esta cascada inflamatoria de raíz. Actuando como pequeños señuelos de neutrófilos, interceptan citocinas y evitan que envíen más neutrófilos a las articulaciones, Reducir la inflamación y el daño articular.

    Microscopía electrónica de transmisión de nanoesponjas de neutrófilos. Crédito:Qiangzhe Zhang / Nature Nanotechnology

    Estas nanoesponjas ofrecen una alternativa prometedora a los tratamientos actuales para la artritis reumatoide. Algunos medicamentos de anticuerpos monoclonales, por ejemplo, han ayudado a los pacientes a controlar los síntomas de la enfermedad, pero funcionan neutralizando solo tipos específicos de citocinas. Esto no es suficiente para tratar la enfermedad. dijo Zhang, porque hay muchos tipos diferentes de citocinas y moléculas patológicas involucradas.

    "Neutralizar solo uno o dos tipos podría no ser tan efectivo. Por lo tanto, nuestro enfoque es tomar membranas de células de neutrófilos, que naturalmente tienen receptores para unirse a todos estos diferentes tipos de citocinas, y utilizarlos para gestionar una población completa de moléculas inflamatorias, "dijo Zhang.

    "Esta estrategia elimina la necesidad de identificar citocinas específicas o señales inflamatorias en el proceso. Usando membranas de células de neutrófilos completas, estamos cortando todas estas señales inflamatorias a la vez, "dijo el primer autor Qiangzhe Zhang, un doctorado estudiante del grupo de investigación del profesor Liangfang Zhang en UC San Diego.

    Para hacer las nanoesponjas de neutrófilos, los investigadores desarrollaron por primera vez un método para separar los neutrófilos de la sangre completa. Luego procesaron las células en una solución que hace que se hinchen y revienten, dejando atrás las membranas. A continuación, las membranas se rompieron en trozos mucho más pequeños. Mezclarlos con nanopartículas en forma de bola hechas de polímero biodegradable fusionó las membranas de las células de neutrófilos en las superficies de las nanopartículas.

    "Uno de los principales desafíos de este trabajo fue agilizar todo este proceso, desde el aislamiento de los neutrófilos de la sangre hasta la eliminación de las membranas, y hacer que este proceso sea repetible. Pasamos mucho tiempo averiguando esto y finalmente creamos una línea de producción de nanoesponjas de neutrófilos consistente, "dijo Qiangzhe Zhang.

    En modelos de ratón con artritis reumatoide grave, La inyección de nanoesponjas en las articulaciones inflamadas redujo la hinchazón y protegió el cartílago de daños mayores. Las nanoesponjas funcionaron tan bien como los tratamientos en los que se administró a los ratones una dosis alta de anticuerpos monoclonales.

    Las nanoesponjas también funcionaron como tratamiento preventivo cuando se administraron antes de inducir la enfermedad en otro grupo de ratones.

    El profesor Liangfang Zhang advierte que el tratamiento con nanoesponjas no elimina la enfermedad. "Básicamente, podemos controlar la enfermedad. No ha desaparecido por completo. Pero la hinchazón se reduce en gran medida y se minimiza el daño del cartílago". " él dijo.

    El equipo espera ver algún día su trabajo en ensayos clínicos.


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