Îmbunătățirea masei musculare prin terapiile antiinflamatorii pe bază de nanoparticule

Oamenii de știință au dezvoltat o nouă abordare în care au utilizat nanoparticule cu rol antiinflamator proiectate în mod specific, aplicabile la nivel local muscular în zonele cu inflamație cronică sever afectate sau la risc iminent de deteriorare; anumite ținte terapeutice ar fi mai dificil de atins cu terapia orală convențională.
Distrofiile musculare reprezintă un grup de boli genetice care conduc spre pierderea progresivă a masei musculare și a funcției aferente, maladia actualmente incurabilă Duchenne (distrofia musculară Duchenne/ DMD) afectând toți mușchii corpului în principal la sexul masculin. Poate fi cauzată de prezența a peste 7.000 de mutații unice în cea mai mare genă a genomului uman, care codifică o proteină cu rol central la nivelul fibrei musculare. În timp ce acest număr mare de mutații blochează variabil funcția musculară, mușchii afectați dețin o altă trăsătură comună - inflamația cronică.

Pe măsură ce inflamația cronică contribuie semnificativ la viteza și severitatea procesului de degenerare musculară, cercetătorii au început să urmărească și să identifice diferite abordări ce au ca scop cuparea procesului inflamator, care să fie aplicabile în cazul acestor pacienți. Până la momentul actual a devenit evident că terapiile extinse, sistemice, nu sunt suficient de eficiente la nivelul individual al fiecărei grupe musculare, iar în plus pot să prezinte toxicitate și să sporească susceptibilitatea la infecții. Pentru a depăși aceste bariere, terapiile cu acțiune la nivel local care să poată fi aplicate la nivelul grupei musculare afectate ar putea prezenta anumite avantaje.

O echipă de cercetare de la Harvard‘s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering și John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) a dezvoltat această nouă strategie terapeutică, folosind modele murine; rezultatele observabile au fost reprezentate de creșterea volumului muscular și îmbunătățirea funcției musculare, crescând numărul de limfocite T reglatoare (Tregs) infiltrante cu rol antiinflamator. Aceste informații au fost publicate în Science Advances.

Utilizând un model de eliberare a citokinelor pe bază de nanoparticule, este posibilă crearea unui status imun terapeutic la nivelul mușchilor afectați de această boală, care să țintească procesul inflamator în mod specific, acesta fiind considerat principalul motor de progresie a bolii. Astfel, la nivel local se eliberează cantități mari de IL4 (interleukină 4), iar această abordare ar putea fi dezvoltată ca o terapie unică, de sine stătătoare, sau în viitor să fie utilizată alături de alte strategii genetice pentru a contribui la reparația anumitor mutații implicate în maladia Duchenne.

Celulele sistemului imun, fie acestea proinflamatorii sau deținând un rol antiinflamator, sunt recrutate la nivel muscular și se diferențiază local într-o dinamică asemănătoare unui joc creat de două forțe egale care trag de capetele opuse ale unei frânghii. La un moment dat, leziunea de la nivel muscular va fi evenimentul care domină scena, deși dinamica acestui proces crează un context perpetuu de leziune la nivelul miofibrilelor și apoi de regenerare. Însă aceste celule și activitatea lor sunt controlate de citokinele cu efect proinflamator sau antiinflamator, molecule imuno-modulatoare care sunt eliberate de celule imune sau de altă natură de la nivel muscular.

În anul 2018, s-a prezentat faptul că nanoparticulele de aur care au prezentat IL 4 cu rol antiinflamtor injectate la nivel local în mușchii ce prezentau leziuni acute la șoareci, au condus la creșterea forței musculare cu 40%. Aceste nanoparticulele au fost proiectate astfel încât nucleul să fie parțial acoperit de un strat de polimer biocompatibil- polietilenglicol, care să protejeze și moleculele de IL 4 din structură și să le permită o bioactivitate prelungită după injectare.

La o săptămână după ce s-a finalizat această procedură de injectare, aceste particule au fost injectate direct la nivelul mușchilor cu leziuni cronice și după alte două săptămâni au fost analizate efectele. Astfel, s-a remarcat creșterea acoperirii cu fibre musculare și o amplificare a forței de contracție și a vitezei de aproximativ 4 ori mai mare.

Distrofia Duchenne devine foarte periculoasă atunci când diafragmul și mușchiul cardiac sunt afectate. Astfel, se dorește ca această strategie să poată îmbunătăți într-o bună zi funcția respiratorie și cardiacă a pacienților afectați de această maladie, dar se consideră că poate să devină o resursă terapeutică și pentru alte boli degenerative musculare unde inflamația reprezintă componenta principală.

sursa: Science Daily