Nanoesponjas de neutrófilos absorben las proteínas que promueven la artritis reumatoide

Artritis reumatoide
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Publicado 04/09/2018 7:52:32CET

   MADRID, 4 Sep. (EUROPA PRESS) -

   Ingenieros de la Universidad de California (UC) en San Diego, Estados Unidos, han desarrollado "nanoesponjas" de neutrófilos que pueden absorber y neutralizar de forma segura una variedad de proteínas que desempeñan un papel en la progresión de la artritis reumatoide. Las inyecciones de estas nanoesponjas trataron eficazmente la artritis reumatoide severa en dos modelos de ratones y la administración temprana de las nanoesponjas también previno el desarrollo de la enfermedad.

   "Las nanoesponjas son un nuevo paradigma de tratamiento para bloquear las moléculas patológicas que desencadenan la enfermedad en el cuerpo --dice el autor principal de este trabajo, Liangfang Zhang, profesor de Nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs Jacobs de la UC--. En lugar de crear tratamientos para bloquear algunos tipos específicos de moléculas patológicas, estamos desarrollando una plataforma que puede bloquear un amplio espectro de ellos, y de esta manera podemos tratar y prevenir enfermedades de manera más efectiva y eficiente".

   Este trabajo, que se publica este lunes en 'Nature Nanotechnology', es uno de los últimos ejemplos de nanoesponjas terapéuticas desarrolladas por el laboratorio de Zhang. Zhang, quien está afiliado al Instituto de Ingeniería en Medicina y al Centro de Cáncer Moores en la Universidad de California en San Diego, y su equipo desarrollaron nanoesponjas de glóbulos rojos para combatir y prevenir las infecciones por 'Staphylococcus aureus' resistente a la meticilina (SARM) y nanoesponjas de los macrófagos para tratar y controlar la sepsis.

   Las nuevas nanoesponjas son nanopartículas de polímero biodegradable recubiertas con las membranas celulares de los neutrófilos, un tipo de glóbulo blanco. Los neutrófilos se encuentran entre los primeros del sistema inmune en responder contra los patógenos invasores y también se sabe que juegan un papel en el desarrollo de la artritis reumatoide, una enfermedad autoinmune crónica que causa inflamación dolorosa en las articulaciones y, en última instancia, puede provocar daños en el cartílago y el tejido óseo.

   Cuando se desarrolla la artritis reumatoide, las células en las articulaciones producen proteínas inflamatorias llamadas citoquinas. La liberación de citoquinas envía señales a los neutrófilos para entrar en las articulaciones y, una vez allí, las citoquinas se unen a los receptores en las superficies de los neutrófilos, activándolos para liberar más citoquinas, lo que a su vez atrae más neutrófilos a las articulaciones, y así sucesivamente.

   Las nanoesponjas esencialmente cortan esta cascada inflamatoria de raíz. Actuando como diminutos señuelos de neutrófilos, interceptan las citoquinas y evitan que sigan enviando más neutrófilos a las articulaciones, reduciendo la inflamación y el daño articular.

   Estas nanoesponjas ofrecen una alternativa prometedora a los tratamientos actuales para la artritis reumatoide. Algunos medicamentos de anticuerpos monoclonales, por ejemplo, han ayudado a los pacientes a controlar los síntomas de la enfermedad, pero funcionan neutralizando solo tipos específicos de citoquinas. Esto no es suficiente para tratar la patología, según Zhang, porque hay muchos tipos diferentes de citoquinas y moléculas patológicas involucradas.

   "Neutralizar solo uno o dos tipos podría no ser tan efectivo. Por lo tanto, nuestro enfoque es tomar membranas celulares de neutrófilos, que naturalmente tienen receptores para unir todos estos tipos diferentes de citoquinas, y utilizarlas para administrar una población completa de moléculas inflamatorias", explica Zhang.

   "Esta estrategia elimina la necesidad de identificar citoquinas específicas o señales inflamatorias en el proceso. Al utilizar membranas celulares de neutrófilos completas, estamos cortando todas estas señales inflamatorias a la vez", detalla el primer autor Qiangzhe Zhangestudiante en el grupo de investigación del profesor Liangfang Zhang en la UC San Diego.

CONTROL DE LA ENFERMEDAD

   Para hacer las nanoesponjas de neutrófilos, los investigadores primero desarrollaron un método para separar los neutrófilos de la sangre. Luego, procesaron las células en una solución que hace que se hinchen y estallen, dejando las membranas detrás. Las membranas se dividieron en pedazos mucho más pequeños. Mezclarlas con nanopartículas en forma de bola hechas de polímero biodegradable fusionó las membranas celulares de los neutrófilos en las superficies de las nanopartículas.

   "Uno de los principales desafíos de este trabajo fue racionalizar todo este proceso, desde aislar neutrófilos de la sangre hasta eliminar las membranas, y hacer que este proceso sea repetible. Dedicamos mucho tiempo a descifrarlo y finalmente creamos una línea de producción de nanoesponjas de neutrófilos consistente", celebra Qiangzhe Zhang.

   En modelos de ratón con artritis reumatoide severa, la inyección de nanoesponjas en las articulaciones inflamadas redujo la hinchazón y protegió el cartílago de daños mayores. Las nanoesponjas se comportaron tan bien como los tratamientos en los que a los ratones se les administró una alta dosis de anticuerpos monoclonales.

   Las nanoesponjas también funcionaron como un tratamiento preventivo cuando se administraron antes de inducir la enfermedad en otro grupo de ratones. El profesor Liangfang Zhang advierte que el tratamiento con nanoesponjas no elimina la enfermedad. "Básicamente, somos capaces de controlar la enfermedad. No ha desaparecido por completo. Pero la hinchazón es muy importante. El equipo espera poder ver algún día su trabajo en ensayos clínicos.