Nya nanopartiklar har visat sig vara effektiva för behandling av reumatoid artrit

Credit: Institute for Basic Science
Credit: Institute for Basic Science

Ett forskarlag har utvecklat en ny lösning för behandling av reumatoid artrit (RA). Arbetet har publicerats i Nature Nanotechnology.

RA är en kronisk sjukdom som tyvärr inte kan botas. Sjukdomen utlöser en blandning av besvärliga symtom som inflammerade leder, skadliga cytokiner och obalanser i immunsystemet, som tillsammans skapar en obeveklig cykel av förvärrade symtom. Att rikta in sig på vissa av dessa faktorer kan ge kortvarig lindring, medan andra förblir olösta, vilket leder till en frustrerande cykel av remission och uppblossande symtom.

Ett av de största hindren vid behandling av RA är oförmågan att återställa immunsystemet till dess friska tillstånd. Det gör att kroppen inte kan kontrollera den kontinuerliga produktionen av skadliga ämnen som reaktiva syreföreningar (ROS) och inflammatoriska cytokiner, vilket leder till ihållande inflammation och obehag.

Den idealiska behandlingen av RA bör därför inte bara ge omedelbar lindring av inflammation och symtom, utan även angripa grundorsaken genom att återställa immunsystemet till dess normala och balanserade tillstånd.

Nytt nanopartikelbaserat system som lösning

Den nya plattformen innebär att nanopartiklar av ceria (Ce NP) immobiliseras på nanovesiklar som härrör från mesenkymala stamceller (MSCNV). Båda dessa komponenter kan hindra olika patogena faktorer, vilket gör att de kan fungera både individuellt och tillsammans för att uppnå en heltäckande behandling.

In vivo-terapeutisk effekt och immunåterställning med Ce-MSCNVs. (a) Klinisk poäng och tassens tjocklek minskade signifikant i behandlingsgruppen med Ce-MSCNV. (b) Broskstrukturen var välbevarad i behandlingsgruppen med Ce-MSCNV, till skillnad från i den allvarligt skadade kontrollgruppen. (c) Ce-MSCNV återställde effektivt balansen mellan Th17 och Treg. (d) Tregs som inducerats av Ce-MSCNV uppvisar CIA-relevant antigenspecifik immunförsvarshämning. Kredit: Institutet för grundläggande vetenskap
In vivo-terapeutisk effekt och immunåterställning med Ce-MSCNVs. (a) Klinisk poäng och tassens tjocklek minskade signifikant i behandlingsgruppen med Ce-MSCNV. (b) Broskstrukturen var välbevarad i behandlingsgruppen med Ce-MSCNV, till skillnad från i den allvarligt skadade kontrollgruppen. (c) Ce-MSCNV återställde effektivt balansen mellan Th17 och Treg. (d) Tregs som inducerats av Ce-MSCNV uppvisar CIA-relevant antigenspecifik immunförsvarshämning. Kredit: Institutet för grundläggande vetenskap

Ce NPs kan rensa de överproducerade ROS i RA-infekterade knäleder. De inducerar också polarisering av M1-makrofager till M2, vilket ger omedelbar lindring av inflammation och symtom.

MSCNV levererar immunmodulerande cytokiner, som förvandlar dendritiska celler (DC) till tolerogena dendritiska celler (tDC). Detta genererar följaktligen regulatoriska T-celler för långsiktig immuntolerans.

Kort sagt syftar denna metod till att överbrygga både medfödd och adaptiv immunitet för att uppnå både kortvarig smärtlindring och omvandla vävnadsmiljön till ett immuntolerant tillstånd för att förhindra återfall av symtom.

Forskarna bekräftade effekten av detta tillvägagångssätt med hjälp av en musmodell för kollageninducerad artrit. Ce-MSCNV-systemet kunde på ett heltäckande sätt behandla och förebygga RA genom att samtidigt lindra de omedelbara symtomen och återställa T-cellsimmuniteten. Stödjande data tyder på att en förbättring av tillståndet kan uppnås efter endast en engångsdosbehandling.

De möss som behandlades med kombinationen Ce-MSCNV klarade sig mycket bättre jämfört med de möss som endast behandlades med Ce NP eller MSCNV-gruppen. Detta visar tydligt synergin mellan antiinflammation och immunmodulering och understryker vikten av kombinationsbehandling för effektiv behandling av RA. Dessutom minskade Ce-MSCNV-administrering före boosterinjektion markant förekomsten och svårighetsgraden av symtom, vilket stöder den profylaktiska potentialen hos dessa nanopartiklar.

Forskargruppen leddes av Koo Sagang från Seoul National University och Center for Nanoparticle Research inom Institue for Basic Science Center (IBS), i samarbete med forskare från Korea Institute of Science and Technology (KIST) och Seoul National University.

Försteförfattaren Koo Sagang säger: ”Ett av de svåraste besluten vid behandling av svårbehandlade sjukdomar är att avgöra hur länge behandlingen ska pågå. För RA skulle det inte vara lämpligt att avbryta behandlingen bara för att målmarkören stabiliserats. En säkrare indikator bör vara att de medfödda och adaptiva komponenterna i det kollapsade immunsystemet har normaliserats för att skydda kroppen.”

Koo anser att den strategi som Ce-MSCNV använder, där olika behandlingsmekanismer samverkar, ger en unik fördel i detta avseende. Dessutom förutspår hon att en liknande strategi också skulle kunna tillämpas på andra svårbehandlade, inflammatoriska och autoimmuna sjukdomar för detta ändamål. Komponenterna i systemet kan också modifieras. Till exempel skulle andra katalysatorer för generering av ROS eller andra cellderiverade nanovesiklar kunna användas beroende på typen av sjukdom.

Sammantaget visar denna studie potentialen hos ett hybrid nanopartikelsystem för omfattande behandling av autoimmuna sjukdomar och modulering av immunsystemet.

Ytterligare information: Koo Sagang et al, Ceria-vesicle nanohybrid therapeutic for modulation of innate and adaptive immunity in a collagen-induced arthritis model, Nature Nanotechnology (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01523-y

Bli först med att kommentera

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras.