Використання наномедицини для боротьби з фіброзом печінки

Фіброз печінки — це аномальна реакція на загоєння ран, викликана хронічними захворюваннями печінки, включаючи неалкогольну жирову хворобу печінки, вірусний або алкогольний гепатит і хворобу Вільсона. Відповідь характеризується надмірним синтезом і відкладенням компонентів позаклітинного матриксу (ECM), що може надалі спровокувати розвиток цирозу печінки, печінкової недостатності або раку печінки.

Зірчасті клітини печінки (ЗСК) складають 13% від загальної кількості клітин печінки. Ці клітини активуються і перетворюються на міофібробласти у відповідь на пошкодження печінки. Активація цих клітин є основною ознакою фіброзу печінки.

З’являється багато терапевтичних підходів для пригнічення розвитку фіброзу печінки. Ці підходи включають протизапальні та гепатозахисні стратегії, інгібування активації та проліферації зірчастих клітин печінки (HSC), інгібування синтезу ECM та індукцію деградації ECM, а також генну терапію.

Незважаючи на багатообіцяючі результати доклінічних випробувань, більшість препаратів проти фіброзу печінки не показали бажаної ефективності в клінічних випробуваннях на людях. Складна та багатофакторна патофізіологія фіброзу печінки є основною причиною неефективності лікування. Крім того, вищі дози цих препаратів пов'язані з багатьма негараздами зі здоров'ям. Це підкреслює необхідність розробки нових терапевтичних заходів для лікування фіброзу печінки.

Розуміння наномедицини

Наномедицина стосується застосування наночастинок у діагностиці та лікуванні захворювань. Було розроблено різні методи на основі нанотехнологій для проєктування, модифікації та застосування наночастинок малого діаметра (10-500 нанометрів) для терапевтичних цілей.

Наноліки мають високий потенціал для адресної доставки ліків. Наночастинки можна використовувати для розробки клітинних або тканинних пристроїв, які забезпечують точну доставку ліків до місця захворювання. Крім того, фізико-хімічні характеристики носіїв наноліків, такі як розмір, форма та властивості поверхні, можуть бути модифіковані для забезпечення цілеспрямованої доставки ліків.

Наномедицина в діагностиці фіброзу печінки

Наномедицина продемонструвала багатообіцяючі результати в діагностиці та лікуванні фіброзу печінки. Ультразвукове дослідження та аналіз крові є стандартними методами діагностики фіброзу печінки. Однак цим методам не вистачає діагностичної точності. Крім того, діагностика фіброзу печінки на основі інвазивної біопсії пов’язана з пошкодженням тканин.

Використання магнітних наночастинок у магнітно-резонансній томографії (МРТ) показало багатообіцяючі результати в діагностиці фіброзу печінки. Суперпарамагнітні наночастинки оксиду заліза, стабілізовані декстраном, і ультрамалі наночастинки оксиду заліза, вкриті цитратом, використовуються як контрастні речовини для МРТ для точної діагностики фіброзу печінки.

Наночастинки заліза та індоціаніновий зелений використовуються як фотопроявники в МРТ та ближньому інфрачервоному зображенні відповідно. Для націлювання на HSC та раннього виявлення фіброзу печінки було створено конструкцію шляхом покриття наночастинок заліза діоксидом кремнію та подальшого їх з’єднання з аргінін- гліцин -аспарагіновою кислотою. Близька інфрачервона флуоресценція та МРТ показали, що конструкт може точно ідентифікувати фіброзні ділянки в печінці.

Розроблено нову контрастну речовину для МРТ з використанням наночастинок нуль-валентного заліза. Контрастний агент був функціоналізований полісахаридом печінки пулуланом і флуоресцентними вуглецевими крапками для отримання контрастного агента подвійного зображення, який продемонстрував високу ефективність у цільовому зображенні печінки та оптичному зображенні.

Окрім контрастних речовин для МРТ, для ранньої та неінвазивної діагностики фіброзу печінки були розроблені ультразвукові засоби в поєднанні з націлюючими пептидами. Висококонтрастні зображення фіброзних ділянок і прилеглих тканин у печінці були отримані шляхом проведення ультразвукової візуалізації з використанням перфтороктилброміду з полімерним покриттям PLGA та модифікованого циклічним RGD пептидом ядро-оболонка.

Наномедицина в лікуванні фіброзу печінки

Неорганічні наночастинки з виразними біоактивними властивостями можуть бути використані як терапевтичні агенти для фіброзу печінки. Було виявлено, що наночастинки діоксиду титану та діоксиду кремнію пригнічують експресію та індукують деградацію колагену I. Крім того, вони виявляють антиадгезивні та антиміграційні ефекти, що в сукупності робить їх придатними агентами для лікування фіброзу печінки.

У тварин було виявлено, що наночастинки оксиду марганцю з антиоксидантними властивостями та наночастинки оксиду церію з протизапальними властивостями зменшують стеатоз печінки, портальну гіпертензію та фіброз печінки. Так само було виявлено, що наночастинки золота пригнічують активацію HSC і запобігають фіброзу печінки у тварин.

Наномедицина в доставці ліків

Наночастинки широко використовуються як носії ліків для лікування фіброзу печінки. Найефективнішими носіями ліків є наночастинки на основі ліпідів через їх хорошу біосумісність і низьку токсичність.

Дослідження з використанням моделей фіброзу печінки мишей показали, що наночастинки катіонних ліпідів, наповнені siRNA, націленою на ген проколагену, можуть утримуватися в печінці для специфічного інгібування експресії проколагену та запобігання прогресуванню фіброзу печінки без побічних ефектів.

Наночастинки PLGA та eudragit використовували для доставки філлантину та силімарину, відповідно, для зменшення маркерів пошкодження печінки, пригнічення запалення та запобігання фіброзу печінки.

Висока біосумісність і низька імуногенність роблять наночастинки на основі білка перспективним носієм ліків для лікування фіброзу печінки. Наносфери зеїну, наповнені куркуміном, продемонстрували високу ефективність у зниженні експресії колагену I та матриксних металопротеїназ (ММР) у фіброзній печінці.

Сироватковий альбумін людини використовували для доставки наночастинок дексаметазону до непаренхіматозних клітин печінки, які відіграють вирішальну роль у патогенезі фіброзу печінки. Так само було виявлено, що модифіковані глюкозою наночастинки альбуміну, наповнені берберином, більш ефективно пригнічують проліферацію HSC і запобігають фіброзу печінки, ніж берберин окремо.

Наномедицина в адресній доставці ліків

Були розроблені різні нанокомпозиції для адресної доставки ліків при фіброзі печінки. Для цілеспрямованого інгібування HSC і профілактики фіброзу печінки були розроблені композиції на основі ліпосом, завантажені антифіброзними препаратами та компонентами, націленими на HSC. Подібним чином, наночастинки на основі полімерів у поєднанні з вітаміном А були розроблені спеціально для націлювання на HSC.

Ліпосоми, модифіковані циклічним пептидом, і ліпосоми, кон’юговані з антагоністом CXCR4 AMD3100, були розроблені для націлювання на HSC. Крім HSC, різні нанокомпозиції були розроблені для націлювання на печінкові макрофаги, які відіграють життєво важливу роль у патогенезі фіброзу печінки.

Майбутні перспективи

Стратегії, які можуть бути прийняті для збільшення клінічного застосування наномедицини при фіброзі печінки, включають розробку високочутливих наномедичних систем, які можуть реагувати на ендогенні та екзогенні подразники та вивільняти корисне навантаження в цільових місцях.

Довгострокова токсичність, імуногенність і фармакокінетика наномедичних систем також повинні бути досліджені систематично.

ДЖЕРЕЛО: https://www.news-medical.net/