I ricercatori della School of Medicine hanno sviluppato una nuova formula per fornire il peptide terapeutico apelin al tessuto cardiaco. Il sistema di consegna, che aumenta notevolmente la stabilità del peptide, mostra la promessa per il trattamento delle malattie cardiache negli esseri umani, hanno detto i ricercatori.

I topi con ipertrofia cardiaca indotta e insufficienza cardiaca a cui è stato somministrato apelin attraverso il nuovo sistema di somministrazione hanno mostrato un miglioramento significativo, disse Jayakumar Rajadas, dottorato di ricerca, fondatore e direttore del Biomaterials and Advanced Drug Delivery Laboratory della scuola.

Un documento che descrive i risultati è stato pubblicato online il 13 ottobre in Biomateriali .

"Questo è uno sviluppo molto importante nel campo delle terapie cardiovascolari, " disse Rajadas, un autore senior del documento, che è anche assistente direttore della divisione di farmacologia cardiovascolare dello Stanford Cardiovascular Institute. L'autore principale è lo studioso postdottorato Vahid Serpooshan, dottore, dottorato di ricerca.

La condizione cardiaca nota come ipertrofia, che è comunemente attribuito alla morte improvvisa negli atleti, è generalmente una malattia ereditaria che è innescata da stress cardiaco dovuto all'esercizio estremo, ipertensione, malfunzionamento della valvola o infarto ventricolare.

Breve emivita plasmatica di apelin

I recettori accoppiati a proteine ​​G sulla superficie del tessuto cardiaco funzionano come sensori di stress. Si legano al peptide apelina in un processo cruciale per prevenire la disfunzione cardiaca. Quando il cuore è sovraccarico di vari fattori di stress, il corpo produce più apelin per questo processo. Anche se non è chiaro il motivo, i pazienti con ipertrofia hanno bassi livelli di apelina, che vengono ulteriormente consumati con l'aggiunta di fattori di stress, come l'ipertensione.

In un modello di trattamento simile alla somministrazione di insulina ai pazienti diabetici, i medici hanno tentato di trattare queste condizioni cardiache con dosi di apelin. L'agente terapeutico viene somministrato per via endovenosa al tessuto cardiovascolare, ma a causa della sua breve emivita - il farmaco viene rapidamente eliminato dal plasma sanguigno - il successo di questo trattamento è stato limitato.

"Questo approccio si è rivelato difficile poiché apelin ha un'emivita molto breve di circa otto minuti nel sangue e quindi una biodisponibilità limitata, "ha detto Rajadas.

Rajadas, un esperto nel campo della nanotecnologia - l'ingegneria di sistemi funzionali su scala molecolare per creare "nanostrutture" - ha visto un potenziale per migliorare il sistema di consegna del peptide al tessuto cardiaco. La nanotecnologia è stata utilizzata per stabilizzare gli agenti terapeutici nel corpo e indirizzarli a tessuti specifici negli ultimi 10 anni, Egli ha detto. In questo caso, l'idea era quella di proteggere i peptidi apelina in rapida degradazione con grandi, molecole stabili durante il loro trasporto al tessuto bersaglio.

Il cavallo di Troia

Il team di ricerca ha sviluppato una nuova tecnica per aumentare la stabilità dei fragili peptidi apelina proteggendoli con una copertura lipidica che Rajadas chiama il metodo di consegna del "cavallo di Troia". I "nanovettori" liposomi incapsulano l'apelina e la insinuano attraverso il sangue fino al tessuto cardiaco.

Il risultante apelin "nanoproiettili, "come li chiamano i ricercatori, sono stati poi consegnati attraverso il sistema sanguigno al tessuto cardiovascolare di topi con condizioni cardiache ipertrofiche indotte. La teoria era che l'apelin non sarebbe stato rilasciato fino a quando non fosse stato vicino al tessuto cardiaco.

Quando i ricercatori hanno consegnato ai topi la preparazione di nanoparticelle in due colpi nell'arco di 14 giorni, gli animali hanno mostrato un drammatico recupero rispetto a quelli del gruppo di controllo, che ha ricevuto solo soluzione salina o trattamento con apelin scoperto, ha detto Rajadas.

"Apelin in questa forma potrebbe eventualmente essere usato come trattamento per gli esseri umani somministrato come un'iniezione piuttosto che per via endovenosa come in passato, " ha detto Rajadas. "L'idea è che i colpi mensili o bimestrali regolari potrebbero insegnare i sintomi".