Nanospugne di neutrofili assorbono le proteine ​​che favoriscono l’artrite reumatoide

Immagine: illustrazione di una nanoparticella rivestita di membrana di una cellula neutrofila. Credit: Qiangzhe Zhang / Nature Nanotechnology.

Gli ingegneri dell’Università di San Diego in Clifornia, hanno sviluppato “nanospugne” di neutrofili che possono assorbire e neutralizzare in modo sicuro una varietà di proteine ​​che svolgono un ruolo nella progressione dell’artrite reumatoide. Le iniezioni di queste nanospugne hanno efficacemente trattato l’artrite reumatoide grave in due modelli di topo. Il trattamento precoce con le nanospugne ha anche impedito lo sviluppo della malattia.

Il lavoro è stato pubblicato il 3 settembre su Nature Nanotechnology.

“Le nanospugne sono un nuovo paradigma di trattamento per bloccare le molecole patologiche che innescano la malattia nel corpo”, ha detto l’autore senior Liangfang Zhang, un Prof. di nanoingegneria presso la UC of San Diego Jacobs School of Engineering. “Piuttosto che creare trattamenti per bloccare alcuni specifici tipi di molecole patologiche, stiamo sviluppando una piattaforma in grado di bloccare un ampio spettro di esse e in questo modo possiamo trattare e prevenire le malattie in modo più efficace ed efficiente”.

Questo lavoro è uno degli ultimi esempi di nanospughe terapeutiche sviluppate dal laboratorio di Zhang che è affiliato con l’Institute of Engineering in Medicine e Moores Cancer Center presso l’UC San Diego che con il suo team, ha precedentemente sviluppato nanospugne di globuli rossi per combattere e prevenire infezioni da MRSA e nanospughe dei macrofagi per trattare e gestire la sepsi.

Le nuove nanospugne sono nanoparticelle di polimero biodegradabile rivestito con le membrane cellulari dei neutrofili, un tipo di globuli bianchi.

I neutrofili sono tra i primi soccorritori del sistema immunitario contro i patogeni invasori. Sono anche noti per svolgere un ruolo nello sviluppo dell’artrite reumatoide, una malattia autoimmune cronica che causa infiammazione dolorosa nelle articolazioni e può infine portare a danni della cartilagine e del tessuto osseo.

Quando si sviluppa l’artrite reumatoide, le cellule delle articolazioni producono proteine ​​infiammatorie chiamate citochine. Il rilascio di citochine segnala ai neutrofili di entrare nelle articolazioni. Una volta lì, le citochine si legano ai recettori sulle superfici dei neutrofili, attivandole per rilasciare più citochine che a loro volta attirano più neutrofili alle articolazioni e così via.

Le nanospughe essenzialmente stroncano questa cascata infiammatoria sul nascere. Agendo come piccoli richiami di neutrofili, intercettano le citochine e impediscono loro di segnalare ancora più neutrofili alle articolazioni, riducendo l’infiammazione e il danno articolare.

Queste nanospugne offrono un’alternativa promettente agli attuali trattamenti per l’artrite reumatoide. Alcuni farmaci anticorpali monoclonali, ad esempio, hanno aiutato i pazienti a gestire i sintomi della malattia, ma funzionano neutralizzando solo specifici tipi di citochine. “Questo non è sufficiente per trattare la malattia”, ha detto Zhang, “perché ci sono tanti diversi tipi di citochine e molecole patologiche coinvolte”.

( Vedi anche.L’artrite reumatoide incontra la medicina di precisione).

“Neutralizzare solo uno o due tipi potrebbe non essere altrettanto efficace, quindi il nostro approccio è prendere le membrane delle cellule dei neutrofili, che hanno naturalmente dei recettori per legare tutti questi diversi tipi di citochine e usarle per gestire un’intera popolazione di molecole infiammatorie“, ha spiegto Zhang.

“Questa strategia elimina la necessità di identificare citochine specifiche o segnali infiammatori nel processo: utilizzando intere membrane di cellule dei neutrofili, stiamo tagliando tutti questi segnali infiammatori contemporaneamente”, ha detto il primo autore Qiangzhe Zhang, un dottoratndo nel gruppo di ricerca del Professor Liangfang Zhang all’Università di San Diego.

Per realizzare le nanospughe di neutrofili, i ricercatori hanno prima sviluppato un metodo per separare i neutrofili dal sangue intero. Hanno poi elaborato le cellule in una soluzione che le fa gonfiare e scoppiare rilasciando le membrane che vengono quindi suddivise in pezzi molto più piccoli. Mescolate con nanoparticelle a forma di palla fatte di polimero biodegradabile le membrane delle cellule dei neutrofili vengono fuse sulle superfici delle nanoparticelle.

“Una delle principali sfide di questo lavoro è stata la semplificazione dell’intero processo, dall’isolamento dei neutrofili dal sangue alla rimozione delle membrane, rendendo ripetibile questo processo. Abbiamo trascorso molto tempo a capirlo e alla fine abbiamo creato una linea di produzione di nanospugna neutrofila coerente”, ha detto Qiangzhe Zhang.

Nei modelli murini di grave artrite reumatoide, l’iniezione di nanospugne nelle articolazioni infiammate ha portato a un ridotto gonfiore e alla cartilagine protetta da ulteriori danni. Le nanospugne si sono comportate altrettanto bene dei trattamenti in cui ai topi veniva somministrata un’alta dose di anticorpi monoclonali.

Le nanospugne hanno anche funzionato come trattamento preventivo quando somministrate prima di indurre la malattia in un altro gruppo di topi.

Il Professor Liangfang Zhang avverte che il trattamento con nanospugna non elimina la malattia. “Siamo sostanzialmente in grado di gestire la malattia che non scompare completamente, ma il gonfiore si riduce notevolmente e il danno alla cartilagine è ridotto al minimo”, ha affermato il ricercatore.

Il team spera di poter presto tradurre i risultti della ricerca nelle sperimentazioni cliniche.

Fonte: Nature