211service.com
Magnetyczna Terapia Komórkowa
Stenty to rozszerzalne rusztowania ze stali nierdzewnej, powszechnie używane do podpierania otwartych zatkanych tętnic. Ale wprowadzenie stentu może uszkodzić wewnętrzną wyściółkę tętnicy, a stentowane tętnice mogą ponownie zamknąć się po kilku miesiącach, powodując zakrzepy krwi i prawdopodobnie zawał serca. Teraz naukowcy ze Szpitala Dziecięcego w Filadelfii opracowali sposób na wykorzystanie maleńkich nanocząstek zawierających żelazo i pola magnetycznego do kierowania komórek o właściwościach terapeutycznych do miejsc, w których znajdują się stalowe stenty. Komórki mogą między innymi pomóc w naprawie uszkodzeń tętnic i zapobieganiu krzepnięciu.
Pchanie ich rzeczy: Komórki śródbłonka obciążone magnetycznymi nanocząsteczkami świecą fluorescencyjnie na czerwono na rozpórkach stalowego stentu.
Wiadomo, że stenty wywołują poważne urazy, mówi Robert Levy, kierownik kardiologii dziecięcej w Szpitalu Dziecięcym w Filadelfii. Naprawa naczyń krwionośnych za pomocą terapii komórkowej to bardzo ważna koncepcja, którą można zrealizować za pomocą celowania magnetycznego.
Levy i jego koledzy zaprojektowali nanocząsteczki lub maleńkie kulki kwasu polimlekowego, biodegradowalnego polimeru używanego w szwach i innych zastosowaniach medycznych. Następnie zespół załadował każdą nanocząsteczkę niewielką dawką reagującego magnetycznie tlenku żelaza i umieścił ją w bydlęcej komórce śródbłonka – komórce znajdującej się w wewnętrznej wyściółce naczynia krwionośnego. Komórki bydlęce zostały genetycznie zmienione w celu ekspresji markera fluorescencyjnego, dzięki czemu są łatwo wykrywalne.
Następnie naukowcy wszczepili chirurgicznie małe metalowe stenty w tętnice szyjne żywych szczurów. Wstrzyknęli szczurom roztwór potraktowanych komórek śródbłonka i wytworzyli wokół każdego szczura stabilne pole magnetyczne za pomocą dwóch dużych, zewnętrznych cewek elektromagnetycznych. Levy mówi, że pole magnetyczne, które zastosował on i jego koledzy, było mniej niż jedną dziesiątą natężenia pól generowanych przez konwencjonalne urządzenia do rezonansu magnetycznego. Po 48 godzinach zespół stworzył obrazy szczura za pomocą obrazowania bioluminescencyjnego.
Naukowcy odkryli, że pole magnetyczne powodowało migrację komórek do metalowych stentów w dwóch scenariuszach: gdy komórki zostały wstrzyknięte bezpośrednio do tętnicy szyjnej, w pobliżu miejsca, w którym znajdują się stent, oraz gdy zostały wstrzyknięte dalej, w łuk aorty, skąd zostały wstrzyknięte. mógł rozgałęziać się na wszystkie obszary ciała. W testach, które nie wykorzystywały pola magnetycznego, komórki migrowały po całym ciele w niewielkim kierunku.
Według Levy'ego, magnetyczne kierowanie komórek, zwłaszcza komórek śródbłonka, do miejsc metalowych stentów może mieć znaczący efekt terapeutyczny. Podczas implantacji chirurgicznej stenty mają tendencję do zdrapywania komórek śródbłonka, których normalne funkcje obejmują zapobieganie krzepnięciu krwi. Komórki śródbłonka są również barierą dla komórek zapalnych. Podczas gdy komórki zapalne zwykle gromadzą się do urazu, aby pomóc go naprawić, przy braku komórek śródbłonka nadmiernie się gromadzą, powodując blokadę tętnic. W ostatnich latach zaprojektowano stenty, które uwalniają leki przeciwzakrzepowe, zapobiegające ponownemu zamknięciu tętnic. Jednak takie stenty uwalniające lek mają swoje własne problemy, w tym zapobieganie regeneracji komórek śródbłonka.
Dwa lata temu klinicyści zauważyli, że znaczna liczba pacjentów ma problemy z tymi stentami, prawdopodobnie dlatego, że śródbłonek nie został odpowiednio wygojony, mówi Levy. Wystąpiły zakrzepy, zawały mięśnia sercowego i nagłe zgony, co spowodowało duży wzburzenie w związku z używaniem stentów.
Levy ma nadzieję, że magnetyczne kierowanie nowych komórek śródbłonka do naczyń krwionośnych może rozwiązać wiele problemów, z którymi borykają się obecnie stenty. Jego zespół planuje kontynuować eksperymenty na szczurach, wykorzystując komórki śródbłonka pochodzące od szczurów zamiast od krów, aby zminimalizować ryzyko odrzucenia. Teraz, gdy znalazł sposób na skierowanie komórek do metalowych stentów, Levy przygląda się również innym potencjalnym terapiom, w tym tlenku azotu, który jest znany z rozluźniania i rozszerzania naczyń krwionośnych. Obecnie konstruuje komórki, aby genetycznie eksprymowały enzymy wytwarzające tlenek azotu, a w końcu ładuje je nanocząsteczkami tlenku żelaza, które będą kierować je do miejsc stentów, co dodatkowo otwiera tętnice.
Levy dodaje, że technika magnetyczna ma zastosowanie poza terapią sercowo-naczyniową. Na przykład w leczeniu raka płuc klinicyści często używają metalowych stentów do utrzymywania drożności dróg oddechowych. Jednak guz pacjenta może nadal rosnąć, ostatecznie blokując przejście pomimo stentowania. Terapie celowane magnetycznie mogą pomóc w dostarczaniu określonych leków do miejsc stentów w celu leczenia nowotworów, a także w utrzymywaniu drożności dróg oddechowych.
Implanty metalowe są również szeroko stosowane w innych dziedzinach, takich jak ortopedia, w przypadku złożonych złamań i korekcji skrzywienia kręgosłupa, w których pomocne mogą być również terapie komórkowe, mówi Levy. Implanty stalowe są szeroko stosowane w medycynie i istnieje wiele sytuacji, w których można zastosować aplikacje.
Co więcej, Levy przewiduje, że takie terapie mogą być stosowane przy użyciu konwencjonalnych aparatów do rezonansu magnetycznego. Pole magnetyczne generowane przez rdzenie MRI jest o rząd wielkości silniejsze niż pola używane przez Levy'ego w swoich eksperymentach, więc mniej nanocząstek tlenku żelaza może wywołać ten sam efekt.
Robert Langer, profesor Instytutu na MIT, uważa, że technika Levy'ego jest obiecującym krokiem w kierunku ukierunkowanych terapii komórkowych. Mówi, że byli w stanie zlokalizować więcej narkotyków na docelowych obszarach. Myślę, że to fajny pomysł, który ma duży potencjał.