Zespół prof. Liangfanga Zhanga z University of California w San Diego opracował neutrofilowe "nanogąbki", które mogą bezpiecznie absorbować i neutralizować różnorodne białka, odgrywające rolę w reumatoidalnym zapaleniu stawów.

Nowe nanogąbki są nanocząsteczkami biodegradowalnego polimeru pokrytego błonami komórkowymi neutrofili (rodzaju białych krwinek). Neutrofile jako jedne z pierwszych elementów układu odpornościowego reagują na inwazję patogenów. Wiadomo również, że odgrywają rolę w rozwoju reumatoidalnego zapalenia stawów, przewlekłej choroby autoimmunologicznej, która powoduje bolesny proces zapalny i może ostatecznie prowadzić do uszkodzenia chrząstki i tkanki kostnej stawów.

Gdy rozwija się reumatoidalne zapalenie stawów, komórki obecne w stawach wytwarzają białka zapalne zwane cytokinami. Uwalnianie cytokin sygnalizuje neutrofilom, aby wnikały do stawów. Tam cytokiny wiążą się z receptorami na powierzchni neutrofili, aktywując je, aby uwalniały więcej cytokin, co z kolei przyciąga więcej neutrofili do stawów.

Nanogąbki zatrzymują tę zapalną kaskadę w zarodku. Przechwytują cytokiny i powstrzymują je od przekazywania sygnałów, co zmniejsza stan zapalny i uszkodzenie stawów. Takie nanocząstki stanowią obiecującą alternatywę dla obecnych metod leczenia reumatoidalnego zapalenia stawów. Niektóre leki na bazie przeciwciał monoklonalnych pomogły pacjentom w radzeniu sobie z objawami choroby, ale działają poprzez neutralizację tylko określonych typów cytokin. To nie wystarcza, ponieważ istnieje wiele różnych typów cytokin i patologicznych cząsteczek.

Błon komórkowe neutrofili z natury mają receptory wiążące różne typy cytokin - nie trzeba ich identyfikować ani opracowywać specjalnych przeciwciał.

Aby wyprodukować neutrofilowe nanogąbki, naukowcy opracowali najpierw metodę oddzielania neutrofili od krwi pełnej. Następnie przetwarzali komórki w roztworze, który powodował ich pęcznienie i pękanie, pozostawiając błonę komórkową. Błony zostały następnie rozbite na znacznie mniejsze kawałki. Mieszanie ich z kulistymi nanocząstkami wykonanymi z biodegradowalnego polimeru osadziło fragmenty błon komórkowych neutrofili na powierzchniach nanocząstek.

Zastrzyki nanogąbek skutecznie leczyły ciężkie reumatoidalne zapalenie stawów w przypadku dwóch szczepów myszy będących modelem ludzkiego zapalenia stawów. Były tak samo skuteczne jak terapie, w których myszom podawano dużą dawkę przeciwciał monoklonalnych. Wczesne podawanie nanogąbek innej grupie myszy zapobiegało również rozwojowi choroby.

Jak zaznaczają autorzy badania, zamiast blokować kilka specyficznych typów patologicznych cząsteczek można zablokować ich szerokie spektrum i w ten sposób leczyć i zapobiegać chorobom w bardziej skuteczny i wydajny sposób. Zespół prof. Zhanga ma nadzieję, że pewnego dnia ich nanogąbki wejdą w fazę badań klinicznych, jednak naukowcy zastrzegają, że nie zwalczają one choroby całkowicie.

Wcześniej zespół prof. Zhanga opracował nanogąbki z krwinek czerwonych do zapobiegania i zwalczania zakażeń gronkowcem złocistym opornym na metycylinę, jak również makrofagowe nanogąbki do leczenia sepsy.