LIF, белок с противовоспалительными и нейропротекторными свойствами, может быть успешно доставлен к иммунным клеткам мозга с помощью состава наночастиц и частично обращает вспять индуцированный паралич в мышиной модели рассеянного склероза (РС), исследование, подтверждающее правильность концепции.
Исследование « Рассеянный склероз: LIFNano-CD4 для доставки троянским конем нейрозащитного биологического« LIF »в мозг: доклиническое подтверждение концепции » было опубликовано в журнале Frontiers in Medical Technology .
РС состоит из воспалительной реакции, нацеленной на миелиновую оболочку – жировое покрытие, окружающее нервные волокна (аксоны), которое улучшает передачу электрических импульсов. Повреждение миелиновой оболочки в головном мозге нарушает передачу сигналов по нервным волокнам между мозгом и телом, вызывая различные симптомы заболевания .
Хроническое воспаление частично вызывается иммунным сигнальным белком (цитокином) интерлейкин-6 (IL-6), который активирует иммунные Т-клетки, превращаясь в провоспалительные клетки Th17, вызывающие повреждение.
Фактор ингибирования лейкемии (LIF) – это белок, продуцируемый стволовыми клетками, который играет противоположную роль IL-6, потому что он заставляет Т-клетки превращаться в регуляторные Т-клетки (Treg), которые обладают противовоспалительными свойствами, стимулируют восстановление тканей и подавляют аутоиммунный ответ.
Недавно, чтобы использовать LIF в качестве потенциального терапевтического средства для лечения РС, он был упакован в наночастицы PLGA (LIFNano) – одобренную систему доставки лекарственных средств с контролируемым и длительным высвобождением, низкой токсичностью и совместимостью с тканями. В течение одной недели наночастицы PLGA разлагаются до газообразного диоксида углерода и воды.
При нацеливании на связывание с иммунными клетками, называемыми CD4 T-клетками, состав LIFNano способствовал росту Treg, подавлял воспалительные клетки Th17 и индуцировал восстановление миелина, что приводило к улучшению симптомов в моделях MS на животных.
Перед испытаниями на людях исследователи из LIFNano Therapeutics в Великобритании, которая разрабатывает терапию, проверили, преодолевает ли LIFNano гематоэнцефалический барьер – селективную мембрану, которая позволяет только определенным молекулам в кровотоке проникать в мозг. Чтобы LIFNano был эффективным средством для лечения РС, он должен получить доступ к мозгу.
Кроме того, команда провела доклиническое исследование на двух моделях РС на мышах, чтобы дополнительно подтвердить эффективность и безопасность LIFNano.
Во-первых, чтобы определить, попали ли наночастицы, нацеленные на Т-клетки CD4, в мозг, они были упакованы в видимый цветной краситель и введены в вены (внутривенно) нормальным мышам. Через шесть часов команда обнаружила краситель во всех тканях, включая мозг, глаза, печень, поджелудочную железу и кровь. Через 24 часа краситель остался только в головном мозге.
Затем в наночастицы загружали LIF человека и вводили здоровым мышам, как и раньше. Исследователи непосредственно измерили LIF, высвобождаемый наночастицей, и обнаружили, что после введения LIFNano уровни LIF достигли пика в мозге через два часа и снизились до менее чем половины к шести часам. После высвобождения уровень LIF снижается до половины примерно за 20 минут (период полураспада).
Затем были использованы две модели мышей. Модель Гука EAE имитирует прогрессирующий РС с полным параличом хвоста и задних конечностей к 14 дню после индукции заболевания. На 15 день одной группе этих мышей давали пустые наночастицы, другой получали наночастицы LIFNano, а контрольная группа не болела и не получала лечения.
По сравнению с необработанными животными, терапия LIFNano значительно вылечила некоторые параличи уже через четыре дня после первого введения, исходя из баллов EAE, что является показателем паралича в этой модели.
Образцы крови и мозга были протестированы на IL-6 и GM-CSF, иммунный сигнальный белок, связанный с воспалением, усиливая развитие IL-6-зависимых клеток Th17.
Хотя уровни IL-6 в крови были сходными у обработанных и необработанных мышей с РС, они были значительно снижены в мозге обработанных мышей, достигая уровней, аналогичных уровням здоровых мышей. Таким образом, «для IL-6 был подтвержден эффект LIF, полученного из [LIFNano], и этот эффект был избирательным для мозга», – написала команда.
Обработка LIFNano также значительно снижает GM-CSF. Но в отличие от IL-6, эти эффекты происходили за пределами мозга, поскольку уровни GM-CSF в мозге во всех тестируемых группах были одинаковыми при наличии заболевания или без него.
Вторая модель мыши (модель Biozzi EAE) лучше имитировала ремиттирующий РС с более медленным прогрессированием повреждения миелина и инвалидности. Здесь LIFNano вводили непосредственно в мозг (внутричерепно) и вводили непосредственно перед индуцированным рецидивом.
Хотя не было никаких эффектов на рецидивирующий паралич, исследователи наблюдали значительный дозозависимый эффект на скорость восстановления после индуцированного рецидива, «что является отличительным признаком нейрозащиты», – написала команда.
Наконец, три возрастающие дозы LIFNano (50, 100 и 150 мг на кг массы тела) давали здоровым мышам для оценки безопасности с помощью тестов на токсичность и проблемы с кровью.
Были отмечены легкие временные эффекты, наблюдаемые при двух более высоких дозах, но не при самой низкой дозе, что «соответствует нейропротекторным свойствам в модели рецидивирующего РС на мышах Biozzi EAE посредством внутричерепной доставки» писали исследователи.
«Доставка биологического« LIF »в мозг с использованием LIF-нагруженных наночастиц PLGA, функционализированных анти-CD4, является подтвержденным терапевтическим кандидатом для лечения рассеянного склероза», – заключила команда.
