In una svolta per la nanotecnologia e la sclerosi multipla, una nanoparticella biodegradabile risulta essere il veicolo perfetto per fornire furtivamente un antigene che induce il sistema immunitario a fermare il suo attacco alla mielina e a fermare un modello di sclerosi multipla (SM) recidivante-remittente nei topi, secondo la nuova ricerca della Northwestern Medicine.

La nuova nanotecnologia può essere applicata anche a una varietà di malattie immunomediate tra cui il diabete di tipo 1, allergie alimentari e allergie delle vie aeree come l'asma.

Nella SM, il sistema immunitario attacca la membrana mielinica che isola le cellule nervose del cervello, midollo spinale e nervo ottico. Quando l'isolamento viene distrutto, i segnali elettrici non possono essere condotti in modo efficace, con conseguente sintomi che vanno dal lieve intorpidimento degli arti alla paralisi o alla cecità. Circa l'80% dei pazienti con SM viene diagnosticato con la forma recidivante-remittente della malattia.

La nanotecnologia nordoccidentale non sopprime l'intero sistema immunitario come fanno le attuali terapie per la SM, che rendono i pazienti più suscettibili alle infezioni quotidiane e a tassi più elevati di cancro. Piuttosto, quando le nanoparticelle sono attaccate agli antigeni della mielina e iniettate nei topi, il sistema immunitario viene ripristinato alla normalità. Il sistema immunitario smette di riconoscere la mielina come un invasore alieno e interrompe il suo attacco su di essa.

"Si tratta di una svolta altamente significativa nell'immunoterapia traslazionale, " ha detto Stephen Miller, un autore corrispondente dello studio e Judy Gugenheim Research Professor of Microbiology-Immunology presso la Northwestern University Feinberg School of Medicine. "La bellezza di questa nuova tecnologia è che può essere utilizzata in molte malattie legate al sistema immunitario. Semplicemente cambiamo l'antigene che viene consegnato".

"Il Santo Graal è sviluppare una terapia specifica per la risposta immunitaria patologica, in questo caso il corpo attacca la mielina, " ha aggiunto Miller. "Il nostro approccio ripristina il sistema immunitario in modo che non attacchi più la mielina ma lasci intatta la funzione del normale sistema immunitario".

La nanoparticella, fatto da una sostanza facilmente prodotta e già approvata dalla FDA, è stato sviluppato da Lonnie Shea, professore di ingegneria chimica e biologica presso la McCormick School of Engineering and Applied Science della Northwestern.

"Si tratta di un importante passo avanti nella nanotecnologia, dimostrando che puoi usarlo per regolare il sistema immunitario, " disse Shea, anche un autore corrispondente. Il documento sarà pubblicato il 18 novembre sulla rivista Biotecnologie naturali .

Miller e Shea sono anche membri del Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center della Northwestern University. Inoltre, Shea è membro dell'Institute for BioNanotechnology in Medicine e del Chemistry of Life Processes Institute.

STUDIO CLINICO PER I TEST PER LA SM STESSO APPROCCIO, CON UNA DIFFERENZA FONDAMENTALE

Il metodo dello studio è lo stesso approccio ora testato su pazienti con sclerosi multipla in uno studio clinico di fase I/II, con una differenza fondamentale. Lo studio utilizza i globuli bianchi di un paziente, una procedura costosa e laboriosa, per fornire l'antigene. Lo scopo del nuovo studio era vedere se le nanoparticelle potessero essere efficaci quanto i globuli bianchi come veicoli di consegna. Li avevamo.

IL GRANDE VANTAGGIO DELLE NANOPARTICELLE PER L'IMMUNOTERAPIA

Le nanoparticelle hanno molti vantaggi; possono essere facilmente prodotti in laboratorio e standardizzati per la produzione. Renderebbero la potenziale terapia più economica e più accessibile a una popolazione generale. Inoltre, queste nanoparticelle sono costituite da un polimero chiamato Poly(lactide-co-glycolide) (PLG), che consiste di acido lattico e acido glicolico, entrambi i metaboliti naturali nel corpo umano. Il PLG è più comunemente usato per suture biodegradabili.

Il fatto che il PLG sia già approvato dalla FDA per altre applicazioni dovrebbe facilitare la traduzione della ricerca ai pazienti, ha notato Shea. Miller e Shea hanno testato nanoparticelle di varie dimensioni e hanno scoperto che 500 nanometri erano più efficaci nel modulare la risposta immunitaria.

"Abbiamo somministrato queste particelle ad animali che hanno una malattia molto simile alla sclerosi multipla recidivante-remittente e l'abbiamo fermata sul nascere, "Ha detto Miller. "Abbiamo impedito qualsiasi ricaduta futura fino a 100 giorni, che è l'equivalente di diversi anni nella vita di un paziente con SM".

Shea e Miller stanno anche testando le nanoparticelle per il trattamento del diabete di tipo uno e delle malattie delle vie aeree come l'asma.

NANOPARTICELLE SISTEMA IMMUNITARIO SCIOLTO

Nello studio, i ricercatori hanno attaccato gli antigeni della mielina alle nanoparticelle e li hanno iniettati per via endovenosa nei topi. Le particelle sono entrate nella milza, che filtra il sangue e aiuta il corpo a smaltire le cellule del sangue che invecchiano e muoiono. Là, le particelle sono state inghiottite dai macrofagi, un tipo di cellula immunitaria, che poi hanno mostrato gli antigeni sulla loro superficie cellulare. Il sistema immunitario ha visto le nanoparticelle come normali cellule del sangue morenti e niente di cui preoccuparsi. Ciò ha creato tolleranza immunitaria all'antigene inibendo direttamente l'attività delle cellule T sensibili alla mielina e aumentando il numero di cellule T regolatorie che hanno ulteriormente calmato la risposta autoimmune.

"La chiave qui è che questo approccio all'induzione della tolleranza basato su antigeni/particelle è selettivo e mirato. A differenza dell'immunosoppressione generalizzata, che è l'attuale terapia utilizzata per le malattie autoimmuni, questo nuovo processo non spegne l'intero sistema immunitario, "ha detto Christine Kelley, National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering direttore della divisione Discovery Science and Technology presso il National Institutes of Health, che ha sostenuto la ricerca. "Questo sforzo collaborativo tra competenze in immunologia e bioingegneria è un esempio formidabile degli enormi progressi che possono essere fatti con approcci scientificamente convergenti ai problemi biomedici".

"Siamo orgogliosi di condividere la nostra esperienza nello sviluppo di terapie con il team stellare di scienziati accademici del Dr. Stephen Miller, " ha detto Scott Johnson, AMMINISTRATORE DELEGATO, presidente e fondatore della Myelin Repair Foundation. "L'idea di accoppiare antigeni a nanoparticelle è stata concepita nelle discussioni tra il laboratorio del Dr. Miller, il comitato consultivo per la scoperta di farmaci della Myelin Repair Foundation e il Dr. Michael Pleiss, un membro del team di ricerca interno della Myelin Repair Foundation, e abbiamo unito i nostri sforzi per concentrarci sull'orientamento al paziente, ricerca clinicamente rilevante con ampie implicazioni per tutte le malattie autoimmuni. Il nostro modello di ricerca unico è progettato per promuovere ed estrarre l'innovazione dalla scienza accademica che finanziamo e trasferire queste tecnologie alla commercializzazione. L'obiettivo generale è garantire che questo importante percorso terapeutico abbia le migliori possibilità di raggiungere i pazienti, con la SM e tutte le malattie autoimmuni".