Le intensità dell'espressione proteica dei marcatori sono mostrate sulla mappa viSNE come punti colorati dello spettro, con basso in blu, alto in rosso. Credito:Bachmaier, et al. ACS Nano
Utilizzando una nanoparticella proteica che hanno progettato, gli scienziati dell'Università dell'Illinois di Chicago hanno identificato due distinti sottotipi di neutrofili e hanno scoperto che uno dei sottotipi può essere utilizzato come bersaglio farmacologico per le malattie infiammatorie.
I neutrofili sono un tipo di globuli bianchi che aiutano a combattere le infezioni, eliminare i detriti di cellule morte e curare le lesioni tissutali. Ma per le persone con condizioni di salute causate da infiammazioni croniche, come l'artrite o il morbo di Crohn, o un'infiammazione eccessiva, come la sepsi, il ruolo dei neutrofili può essere deleterio. Nella ricerca è stato descritto che i neutrofili contribuiscono anche al danno tissutale, l'arma a doppio taglio dell'infiammazione. Sfortunatamente, i farmaci attuali per le malattie infiammatorie che prendono di mira i neutrofili sopprimono tutti i loro effetti, comprese le loro funzioni anti-infettive e curative.
Il team dell'UIC è il primo a caratterizzare i neutrofili in due sottoinsiemi.
"La comprensione delle differenze tra questi sottoinsiemi di neutrofili apre le porte a ulteriori ricerche sui trattamenti che affrontano le malattie infiammatorie senza aumentare i rischi di infezioni dei pazienti", ha affermato l'autore dello studio Kurt Bachmaier, assistente professore nel dipartimento di farmacologia e medicina rigenerativa presso il College of Medicine , che ha condotto la ricerca.
Bachmaier e i suoi colleghi hanno utilizzato per la prima volta la piattaforma di nanoparticelle, formulata a partire da una proteina chiamata albumina, per analizzare come i neutrofili del midollo osseo, del sangue, della milza e dei tessuti polmonari interagiscono con la nanoparticella. Hanno scoperto che alcuni neutrofili portavano la nanoparticella di albumina nella cellula attraverso un processo chiamato endocitosi, mentre altri no.
Gli scienziati hanno etichettato il sottotipo che ha prontamente endocitosi la nanoparticella come ANP-alto, per l'alto livello di nanoparticelle di albumina. I neutrofili che non hanno assorbito la nanoparticella di albumina sono stati etichettati come ANP-basso.
Ulteriori indagini con la nanoparticella di albumina hanno mostrato che i sottotipi hanno recettori sulla superficie cellulare diversi e che sono funzionalmente distinti nelle loro capacità utili di uccidere i batteri e nel loro potenziale dannoso per promuovere l'infiammazione. Gli ANP-highneutrofili non hanno aiutato a uccidere i batteri, ma hanno prodotto quantità eccessive di specie reattive dell'ossigeno e chemochine e citochine infiammatorie, che contribuiscono alla malattia infiammatoria.
Poiché i neutrofili ad alto contenuto di ANP sono anche quelli che hanno catturato la nanoparticella, gli scienziati hanno condotto esperimenti intelligenti utilizzando la nanoparticella di albumina per fornire trattamenti farmacologici. Hanno riempito la nanoparticella con un farmaco antinfiammatorio e l'hanno somministrato a topi con sepsi. Hanno scoperto che i topi trattati con la nanoparticella caricata con il farmaco avevano segni ridotti di infiammazione dei tessuti, ma che la difesa dell'ospite neutrofila era preservata.
"La nanoparticella di albumina, che è stata riempita con il farmaco, si è legata in modo specifico ai neutrofili ad alto ANP e ha scaricato il loro carico nella cellula, fermandolo nelle sue tracce", ha detto Bachmaier. "Abbiamo trovato neutrofili ad alto contenuto di ANP non solo nei topi ma anche nell'uomo, aprendo la possibilità di una terapia mirata specifica per sottoinsieme di neutrofili per le malattie infiammatorie umane".
"La scienza può essere un po' come la magia:prendendo di mira solo i neutrofili ad alto contenuto di ANP, abbiamo fermato l'infiammazione fuori controllo preservando l'infiammazione che combatte i batteri di queste cellule simili a Giano", ha affermato l'autore senior Asrar Malik, Schweppe Family Illustre Professore e capo del dipartimento di farmacologia e medicina rigenerativa.
Questi risultati sono riportati nell'articolo "Albumin Nanoparticle Endocytosing Subset of Neutrophils for Precision Therapeutic Targeting of Inflammatory Tissue Injury", pubblicato su ACS Nano , una pubblicazione scientifica dell'American Chemical Society e della rivista di nanotecnologia primaria.
I coautori dell'articolo sono Andrew Stuart, Amitabha Mukhopadhyay, Sreeparna Chakraborty, Zhigang Hong, Li Wang, Yoshikazu Tsukasaki, Mark Maienschein-Cline, Balaji Ganesh, Prasad Kanteti e Jalees Rehman. + Esplora ulteriormente
