(Phys.org) — L'infiammazione è il meccanismo di difesa naturale del corpo contro gli organismi invasori e le lesioni ai tessuti. Nell'infiammazione acuta, l'agente patogeno o i mediatori dell'infiammazione vengono eliminati e viene raggiunta l'omeostasi, tuttavia negli stati infiammatori cronici, questa risposta risolutiva è compromessa, portando a infiammazione cronica e danni ai tessuti. È ormai opinione diffusa che una ridotta risoluzione dell'infiammazione sia un importante fattore che contribuisce alla progressione di una serie di malattie devastanti come l'aterosclerosi, artrite, e malattie neurodegenerative, oltre al cancro. Poiché il livello di infiammazione in queste malattie è molto alto, sono necessarie soluzioni terapeutiche mirate per mantenere l'infiammazione contenuta.

Un nuovo studio dei ricercatori del Brigham and Women's Hospital (BWH), Centro medico della Columbia University, Icahn School of Medicine al Monte Sinai, e il Massachusetts Institute of Technology presenta lo sviluppo di minuscole nanomedicine nell'intervallo inferiore a 100 nm (100, 000 volte più piccolo del diametro di una ciocca di capelli umani) che sono in grado di incapsulare e rilasciare un farmaco peptidico che risolve l'infiammazione. Gli autori hanno dimostrato che queste nanoparticelle sono potenti nanomedicinali pro-risoluzione, in grado di localizzare selettivamente i siti di danno tissutale nei topi, e rilasciando il loro carico terapeutico in modo controllato nel tempo. Unicamente, queste nanoparticelle sono progettate per colpire il microambiente extracellulare dei tessuti infiammati. Le particelle rilasciano quindi lentamente il loro potente carico utile che risolve l'infiammazione in modo che possa diffondersi attraverso il tessuto infiammato. Lì il farmaco si lega ai recettori sulla membrana plasmatica dei globuli bianchi attivati ​​e li fa diventare più quiescenti.

Questo studio sarà pubblicato elettronicamente in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze la settimana del 18 marzo, 2013.

"La bellezza di questo approccio è che sfrutta il design della natura per prevenire i danni indotti dall'infiammazione, quale, a differenza di molte altre strategie antinfiammatorie, non compromette la difesa dell'ospite e favorisce la riparazione dei tessuti, " disse Ira Tabas, dottore, dottorato di ricerca, medico-scienziato presso il Columbia University Medical Center e co-autore senior di questo studio.

"Lo sviluppo di nanoparticelle mirate autoassemblate in grado di risolvere l'infiammazione ha un'ampia applicazione in medicina, compreso il trattamento dell'aterosclerosi, " disse Omid Farokhzad, dottore, medico-scienziato presso BWH, e co-autore senior di questo studio.

I polimeri costituiti da tre catene attaccate da un capo all'altro sono stati sviluppati come elementi costitutivi per l'ingegnerizzazione di nanoparticelle mirate autoassemblate; una catena ha consentito l'intrappolamento e il rilascio controllato del payload terapeutico, in questo caso un peptide che mima le proprietà pro-risoluzione della proteina Annessina A1. Un'altra catena ha conferito proprietà stealth alle nanoparticelle, consentendo la loro lunga circolazione dopo la somministrazione sistemica. Tuttavia, una terza catena ha dato la capacità di homing alle nanoparticelle di indirizzare la proteina del collagene IV alla parete vascolare. In quanto tali, queste nanoparticelle sono in grado di aderire selettivamente al sistema vascolare danneggiato consentendo il rilascio del loro carico terapeutico antinfiammatorio dove è necessario per promuovere efficacemente la risoluzione dell'infiammazione in modo deliberato e mirato.

"Queste nanoparticelle polimeriche mirate sono in grado di fermare i neutrofili, che sono la forma più abbondante di globuli bianchi, da siti infiltranti di malattie o lesioni a dosi molto piccole. Questa azione impedisce ai neutrofili di secernere ulteriori molecole di segnalazione che possono portare a uno stato iperinfiammatorio costante e ulteriori complicanze della malattia, " disse Nazila Kamaly, dottorato di ricerca, un borsista post-dottorato presso BWH e co-autore di questo studio.

"Le nanoparticelle che si legano selettivamente al sistema vascolare danneggiato potrebbero avere un profondo impatto nelle malattie prevalenti, come l'aterosclerosi, dove i vasi sanguigni danneggiati o compresi sono alla base della patologia. Questo lavoro offre una nuova nanomedicina mirata al fiorente campo della risoluzione dell'infiammazione, un campo precedentemente sperimentato dal Dr. Charles Serhan di BWH, " ha detto Gabrielle Fredman, dottorato di ricerca, un borsista post-dottorato presso il Columbia University Medical Center e co-autore principale di questo studio.

Questi nuovi sviluppi hanno portato i ricercatori a iniziare a studiare il potenziale di questi nanomedicinali pro-risoluzione per i loro effetti sul restringimento delle placche aterosclerotiche, e questi studi sono attualmente in corso.