Глобальная проблема
По всему миру более 1,5 миллиарда человек страдают от хронических заболеваний печени. Центры по контролю и профилактике заболеваний США сообщают, что только в Соединённых Штатах эта болезнь уносит более 52 000 жизней в год — она занимает девятое место среди причин смертности в стране.
Недостаточное внимание к проблеме
Несмотря на значительное влияние на общество, алкогольная болезнь печени (АРП) остаётся в значительной степени не затронутой медицинскими исследованиями.
Исследователь Техасского университета A&M доктор Джьоти Менон стремится изменить ситуацию с помощью перспективной новой терапии, которую она разрабатывает. Её выводы недавно были опубликованы в журнале Biomaterials.
«Заболевания печени быстро распространяются по всему миру, и существует значительный риск их постепенного перехода в более опасные состояния, такие как рак», — сказала Менон, доцент кафедры биомедицинской инженерии. «Возможность использовать наши технологии для разработки эффективных решений против такого прогрессирования — вот что движет мной и этим исследованием».
Новый подход к лечению
В то время как текущие методы лечения АРП сосредоточены на прекращении употребления алкоголя и противовоспалительных препаратах, Менон и её коллеги из Университета Род-Айленда применяют более целенаправленный подход. Они разработали микроскопические наночастицы, которые в тысячу раз меньше диаметра человеческого волоса. Эти безопасные и биоразлагаемые наночастицы могут находить и присоединяться к повреждённым клеткам печени. Связываясь с клетками, наночастицы помогают остановить их подпитку прогрессированию болезни.
В здоровых людях печень — это орган, способный к естественному самовосстановлению, способный восстанавливать большинство своих функций даже при повреждении от 70% до 80%. Ключевую роль в этом процессе играют иммунные клетки, называемые клетками Купфера, которые защищают печень от инфекций и вредных веществ. В здоровой печени они также производят белки, которые способствуют противовоспалительному ответу в других клетках печени.
При хронических заболеваниях печени, когда повреждение печени прогрессирует и возникают повторные травмы, функции самовосстановления органа также нарушаются. Затем печень непреднамеренно начинает вредить сама себе. Клетки Купфера, которые ранее боролись с воспалением, начинают высвобождать белковые сигналы, имеющие противоположный эффект — усиливающие воспаление и побуждающие другие клетки печени формировать рубцовую ткань в процессе, называемом фиброзом.
Результатом является угрожающая жизни дисфункция органов и даже смертельный рак печени.
Лаборатория Менон разработала наночастицы, чтобы остановить этот разрушительный процесс. Их поверхность предназначена для распознавания и селективного связывания с белком, обнаруженным только в клетках Купфера в печени, что позволяет им избегать других типов клеток печени. Этот белок функционирует как рецептор в клеточной мембране, получая химические сигналы и активируя клеточное поведение в ответ. Когда он активируется покрытием наночастицы, это способствует полезному противовоспалительному поведению клеток Купфера, а не усилению воспаления и рубцевания. Наночастицы также высвобождают противовоспалительные средства по мере своего разрушения, доставляя лекарство непосредственно в клетки, которые в нём больше всего нуждаются.
«Вместо того чтобы воздействовать на клетки, которые производят рубцовую ткань, мы делаем шаг назад и воздействуем на сами клетки Купфера, чтобы предотвратить их стимуляцию других клеток в печени и остановку прогрессирования фиброза», — сказала Менон.
Результат намного превосходит сумму его частей. «Отдельные компоненты сами по себе не имели большого терапевтического эффекта, — сказала Менон. — Но когда мы дали нашу окончательную формулу со всем в сочетании, это уменьшило воспаление и образование липидных капель, наблюдаемое из-за накопления жира в печени. Именно сочетание всех этих факторов оказало реальное воздействие».
Перспективы
Хотя Менон в настоящее время сосредоточена на алкогольной болезни печени, её наночастицы могут найти применение и в других областях медицины. «То, что мы создали, — это очень перспективная предварительная работа, которая показывает, что эта формула может избирательно воздействовать на определённую популяцию клеток в печени для доставки терапии и потенциально может оказать существенное влияние на лечение хронического АРП», — сказала она. «Наши составы универсальны, поэтому их можно адаптировать или модифицировать для лечения других видов воспалений и фиброза в других органах».