Nanočestice koje se sastoje od dizajnerskog proteina koji se suprotstavljaju prekomernoj reakciji imunog sistema, dok istovremeno jačaju taj sistem. Ovaj pronalazak nudi mogućnosti za lečenje sepse, stanja u kome je imuni sistem ozbiljno neregulisan.
Imunolozi sa Medicinskog centra Univerziteta Radboud (Radboudumc) i bioinženjeri sa Tehnološkog univerziteta u Ajndhovenu (TU/e) udružili su snage da razviju i testiraju inovativnu novu nanomedicinu. Rezultati njihovog istraživanja su upravo objavljeni u Nature Biomedical Engineering.
Sepsa je stanje opasno po život u kojem imuni sistem postaje neregulisan usled infekcije bakterijom, gljivicom ili virusom. Ova disregulacija može dovesti do preterano intenzivnog imunološkog odgovora poznatog kao hiperinflamacija. Kao rezultat, tkiva su oštećena i organi otkazuju.
Istovremeno, imuni sistem takođe može biti iscrpljen; toliko da postaje paralizovan. Ovo se naziva imunološka paraliza i rezultat toga, telo nije otporno na novu infekciju.
Godinama su naučnici širom sveta tragali za efikasnom terapijom protiv sepse. Lek koji stoji iza takve terapije mora istovremeno da se suprotstavi i preteranoj reakciji i paralizi imunog sistema. Međutim, značajan rizik je da mogući lek protiv te prekomerne reakcije može zapravo dovesti do paralize.
Imunolozi iz centra Radboudumc otkrili su u petrijevoj posudi koja sadrži imune ćelije da citokin interleukin-4 sprečava upalu, a neočekivano izaziva obučeni imunitet. Ova paradoksalna karakteristika se može koristiti za lečenje sepse, ali zahteva da interleukin-4 bude usmeren na imune ćelije u ljudskom telu. Sa tehnološke strane, istraživači u TU/e imaju veliko iskustvo u razvoju inovativnih pristupa zasnovanih na nanotehnologiji u borbi protiv raka, na primer.
Imajući na umu svoja istraživanja, bioinženjeri TU/e su dizajnirali novi pristup zasnovan na nanotehnologiji tako što su razvili fuzioni protein između interleukina-4 i proteina koji prirodno formira nanočestice sa molekulima lipida.
Istraživači su razvili novu vrstu nanomedicine, koja se sastoji od malih čestica masti izgrađenih od prirodnih proteina koji veoma specifično komuniciraju sa imunim ćelijama. U ovom slučaju, bioinženjeri su razvili novi fuzioni protein interleukina-4 i još jedan telesni protein koji se integriše u čestice masti. Kao rezultat toga, interleukin-4 se specifično isporučuje u imune ćelije, inhibirajući akutni inflamatorni odgovor dok istovremeno jača imuni sistem. Dakle, imuni sistem je uravnotežen.
Mihai Netea, profesor eksperimentalne interne medicine u Radboudumc-u, kaže: „Znamo da protein interleukin-4 suprotstavlja prekomernu reakciju imunog sistema. Iznenadilo nas je da u epruveti ovaj protein takođe može da pokrene obučeni imunitet u određenim imunim ćelijama.“
Obučeni imunitet je deo našeg urođenog imunog sistema koji ima sposobnost učenja i tako jača naš imuni sistem. Da bi to postigao kod ljudi, TU/e je razvio novu nanomedicinu zasnovanu na interleukinu-4. I uspelo je, pokazuju rezultati. U uzorcima krvi pacijenata sa sepsom i laboratorijskih životinja, nanočestice su vratile imuni sistem na pravi put.
Inovativna stvar u korišćenju ove nanotehnologije je da su istraživači uspeli da usmere interleukin-4 na određene imune ćelije. Vilem Mulder, profesor precizne medicine u Radboudumcu i TU/e, kaže: „Razvijali smo nove proteine spajanjem telesnih proteina već neko vreme. Isto smo uradili za interleukin-4. Napravili smo nanočestice od njega. Ubrizgavanjem ovih nanočestica u krvotok, interleukin-4 se isporučuje u ciljne ćelije.“
Istraživači naglašavaju da terapija još nije testirana na pacijentima. Za ovo su potrebna dodatna istraživanja. Međutim, metoda je veoma inovativan oblik imunoterapije, koja nudi nove mogućnosti u lečenju sepse, bolesti koja godišnje ubije oko 3.500 ljudi samo u Holandiji.
Da bi pacijentu približili nove tehnologije, Mulder i Netea su udružili snage sa proizvođačima lekova i biotehnološkim investitorima kako bi osnovali biotehnološki inkubator BioTrip. „Ne želimo da se ova uzbudljiva tehnologija završi sa našom prelepom publikacijom, što se često dešava u akademskim krugovima. Kroz BioTrip imamo put za kliničko prevođenje. Nadamo se da će naš rad i zajednički napori na kraju dovesti do terapije koja može pomoći u smanjenju visoke stope mortaliteta i morbiditeta kod sepse“, dodaje koautor i dekan Odeljenja za biomedicinsko inženjerstvo TU/e, profesor Maarten Merkk.
