Ειδικοί στη Βιοϊατρική Μηχανική από το Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης Αμχερστ (UMass Αmherst) σχεδίασαν ένα νανοτζέλ το οποίο χρησιμοποίησαν ως «όχημα» στοχευμένης μεταφοράς φαρμάκου στο ήπαρ παχύσαρκων ποντικών. Το αποτέλεσμα; Τα ποντίκια έγιναν … στιλάκια παρότι συνέχιζαν να ακολουθούν διατροφή πολύ πλούσια σε λιπαρά!
Απώλεια βάρους χωρίς παρενέργειες
«Τα ποντίκια που έλαβαν το φάρμακο έχασαν όλο το βάρος που είχαν πάρει λόγω της διατροφής που ακολουθούσαν χωρίς να εμφανιστούν παρενέργειες» ανέφερε ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Θάι Θαϊγιουμάναβαν, καθηγητής Χημείας και Βιοϊατρικής Μηχανικής στο UMass Αmherst. Ο καθηγητής παραδέχθηκε ότι ο δρόμος από τα ποντίκια ως τον άνθρωπο είναι μακρός, τόνισε ωστόσο πως «ελπίζουμε ότι τελικώς η έρευνα αυτή θα οδηγήσει σε φάρμακο για τους ανθρώπους».
Μάλιστα την προσπάθεια «μετάφρασης» αυτών των ευρημάτων για χρήση στον άνθρωπο έχει αναλάβει η νεοφυής εταιρεία Cyta Therapeutics η οποία ιδρύθηκε στο Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Επιστημών Ζωής (IALS) του UMass με βάση το νανοτζέλ που αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο του Θαϊγιουμάναβαν.
Οι ερευνητές περιγράφουν το επιτυχημένο πείραμα στα ποντίκια σε δημοσίευσή τους στην ανοιχτής πρόσβασης επιστημονική επιθεώρηση Proceedings of the National Academy of Sciences NEXUS.
Εξηγούν ότι ένας από τους βασικούς στόχους τους είναι η μεταφορά του σωστού φαρμάκου στοχευμένα στο σωστό σημείο του οργανισμού ανάλογα με το εκάστοτε πρόβλημα υγείας μέσω της δημιουργίας καινοτόμων πλατφορμών μεταφοράς μικρών αλλά και μεγάλων μορίων.
Η παχυσαρκία ανεστράφη στα ποντίκια αφού έλαβαν ένα φάρμακο που μιμείται τη συνθετική θυρεοειδική ορμόνη το οποίο με «όχημα μεταφοράς» ένα νανοτζέλ στόχευσε επιλεκτικά το ήπαρ τους. (Thayumanavan Lab, UMass Amherst)
Μεταφορά του φαρμάκου επιλεκτικά στο ήπαρ
Τα φάρμακα που μιμούνται τη συνθετική θυρεοειδική ορμόνη (thyromimetics) θεωρούνται ως μια πιθανή οδός αντιμετώπισης της παχυσαρκίας, του διαβήτη τύπου 2, της υψηλής χοληστερόλης, της μη αλκοολικής στεατοηπατίτιδας και άλλων μεταβολικών διαταραχών. Ωστόσο απαιτείται στοχευμένη θεραπεία και αυτό ακριβώς προσπάθησαν να κάνουν ο Θαϊγιουμάναβαν και η ομάδα του χρησιμοποιώντας ένα φάρμακο που μιμείται τη συνθετική θυρεοειδική ορμόνη. «Συνειδητοποιήσαμε ότι χρειαζόταν να μεταφέρουμε το φάρμακο επιλεκτικά στο ήπαρ επειδή αν έφθανε σε άλλα σημεία του οργανισμού θα μπορούσε να προκαλέσει επιπλοκές» εξήγησε ο καθηγητής.
Τα ποντίκια των ερευνητών ακολούθησαν επί 10 εβδομάδες διατροφή πλούσια σε λιπαρά, ζάχαρη και χοληστερόλη με αποτέλεσμα να διπλασιαστεί το βάρος τους. Μια άλλη… ποντικίσια ομάδα ελέγχου ακολούθησε υγιεινή διατροφή κατά το ίδιο διάστημα.
Τα IntelliGels
«Στη συνέχεια ακολουθήσαμε μια πολύ απλή προσέγγιση με χρήση των μοναδικών νανοτζέλ που εφηύραμε τα οποία κατευθύνονται σε επιλεγμένους στόχους και ονομάζονται IntelliGels. Σχεδιάσαμε ένα νανοτζέλ για μεταφορά του φαρμάκου στα ηπατοκύτταρα».
Τα παχύσαρκα ποντίκια λάμβαναν το φάρμακο που ήταν «πακεταρισμένο» μέσα στο νανοτζέλ καθημερινά μέσω ενδοπεριτοναϊκής ένεσης (ΙΡ).
Οταν το νανοτζέλ εισερχόταν στα ηπατοκύτταρα, η γλουταθειόνη εντός των κυττάρων διασπούσε τους δεσμούς εντός του νανοτζέλ με αποτέλεσμα να εκλύεται το φάρμακο το οποίο με τη σειρά του ενεργοποιούσε τον β-υποδοχέα της θυρεοειδικής ορμόνης οδηγώντας σε συστηματική μείωση των λιπιδίων, σε αυξημένη σύνθεση χολικών οξέων και οξείδωση των λιπαρών οξέων.
Και για άλλες νόσους
Μετά από πέντε εβδομάδες θεραπείας τα ποντίκια έχασαν όλο το περιττό βάρος τους – παρότι μάλιστα συνέχιζαν να ακολουθούν διατροφή πλούσια σε λιπαρά. Παράλληλα έπεσαν τα επίπεδα χοληστερόλης τους ενώ εξαφανίστηκε και η φλεγμονή στο ήπαρ τους. «Πιστεύουμε ότι η ενεργοποίηση της οξείδωσης των λιπαρών οξέων και η αύξηση του μεταβολικού ρυθμού οδήγησαν στην απώλεια βάρους, ωστόσο απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να το αποδείξουμε» είπε ο καθηγητής Θαϊγιουμάναβαν και κατέληξε υπογραμμίζοντας ότι τα νανοτζέλ που μεταφέρουν φάρμακα ανοίγουν τον δρόμο για νέες φαρμακευτικές στρατηγικές και ενάντια σε άλλες νόσους που σχετίζονται με το ήπαρ.
