Usando le nanoparticelle, I ricercatori di Yale hanno sviluppato un sistema di somministrazione di farmaci che potrebbe ridurre le complicazioni del trapianto di organi nascondendo il tessuto donato dal sistema immunitario del ricevente.

Circa 25, Ogni anno negli Stati Uniti vengono eseguiti 000 trapianti di organi. Nonostante i notevoli progressi nel campo, il rigetto d'organo a breve e lungo termine rappresenta ancora un rischio (i tassi di rigetto variano a seconda del tipo di organo). Il rischio di rigetto è ancora più alto quando il donatore è deceduto, a causa di danni agli organi.

cellule T, i globuli bianchi che identificano e attaccano corpi estranei, sono uno dei principali colpevoli del rigetto d'organo. Il più potente di questi, note come cellule T di memoria effettrici, sono attivati ​​da un gruppo di proteine ​​note come antigeni leucocitari umani (HLA) sulla superficie delle cellule endoteliali che rivestono i vasi sanguigni dell'organo donato. I ricercatori possono silenziare le proteine ​​con piccoli RNA interferenti (siRNA), un RNA a doppio filamento che ostacola l'espressione di geni mirati. Quando consegnato convenzionalmente, però, gli effetti di siRNA durano solo pochi giorni. Un organo trapiantato da un donatore deceduto in genere ha bisogno di settimane per "guarire" e ridurre il rischio di rigetto. Il siRNA può anche causare effetti collaterali nelle cellule endoteliali di altri organi, che non hanno bisogno di cure, quando somministrato a tutto il corpo.

Per dare al siRNA più resistenza, i ricercatori hanno sviluppato un sistema di somministrazione di farmaci in cui nanoparticelle a base di polimeri trasportano siRNA nel sito dell'innesto e rilasciano lentamente il farmaco. Hanno anche sviluppato metodi per introdurre le nanoparticelle nell'organo del donatore prima che venga trapiantato, in modo che solo l'organo sia trattato, non tutto il corpo. I risultati del loro lavoro sono pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

Le particelle, prodotte nel laboratorio di Yale da Mark Saltzman, il professore della Fondazione Goizueta di ingegneria chimica e biomedica, può essere regolato per proprietà specifiche. Saltzman, che è anche membro dello Yale Cancer Center, ha detto che queste nanoparticelle sono state progettate per avere una leggera carica positiva per interagire con la carica negativa dell'acido nucleico del siRNA. Questa affinità tra i due materiali rende la particella un vettore naturale per il farmaco, a differenza delle nanoparticelle disponibili in commercio che possono contenere solo una quantità limitata del farmaco.

Per lo studio, i ricercatori hanno trattato parte di un'arteria umana - pochi millimetri di diametro - con le nanoparticelle caricate di siRNA e l'hanno trapiantata nell'aorta addominale di un topo immunodeficiente inoculato con cellule T umane. I ricercatori hanno scoperto che le nanoparticelle erano ancora presenti nel tessuto donato e hanno ridotto significativamente l'espressione delle proteine ​​fino a sei settimane dopo il trapianto. Inoltre, non vi era alcun danno alle cellule endoteliali degli organi non mirati.

Le prime settimane dopo il trapianto sono critiche, soprattutto quando il donatore di organi è deceduto, disse Jordan Pober, il Bayer Professor of Translational Medicine e professore di immunobiologia, patologia, e dermatologia a Yale.

"Se ritardiamo l'inizio della risposta di rifiuto, dovrebbe essere più mite e più facilmente controllabile e portare a un rifiuto meno tardivo, " disse Pober, che è coautore dello studio e anche direttore del programma di immunologia umana e traslazionale di Yale.

Concentrandosi sui trapianti di rene (di gran lunga il tipo più comune di trapianto di organi eseguito), Saltzman e Pober stanno cercando di applicare il sistema di somministrazione a un processo noto come perfusione macchina normotermica ex vivo. Sviluppato per i reni dai colleghi dell'Università di Cambridge, il processo prevede il pompaggio a caldo, globuli rossi ossigenati attraverso un organo prelevato da un donatore deceduto per riparare eventuali danni all'organo prima di impiantarlo nel ricevente. I ricercatori di Yale hanno in programma di aggiungere le nanoparticelle ai globuli rossi per fornire una consegna controllata del siRNA alle cellule endoteliali del rene.