Naukowcy z MIT i szpitala Brigham and Women’s Hospital opracowali nanocząsteczki zwalczające tłuszcz, które zdolne są do bezpośredniego przekazywania leków przeciw otyłości. Naukowcy podali te nanocząsteczki myszom z nadwagą. Myszy straciły 10% swojej masy ciała w ciągu 25 dni. Nie wystąpiły u nich żadne działania niepożądane.

(U góry) Pobudzając wzrost nowych naczyń krwionośnych (rozwój naczyń) w tkance tłuszczowej, biała tkanka gromadząca tłuszcz zamienia się w brunatną tkankę spalającą tłuszcz. Schemat nanocząsteczki (u dołu po lewej), której badacze z MIT i szpitala Brigham and Women’s Hospital użyli do podania leków do rozwoju naczyń do tkanki tłuszczowej. (U dołu po prawej) Nanocząsteczki pod elektronowym mikroskopem transmisyjnym.

Leki przeciw otyłości zamieniają tkankę tłuszczową białą w tkankę tłuszczową brunatną. Tkanka tłuszczowa biała zawiera komórki gromadzące tłuszcz, a tkanka tłuszczowa brunatna spala tłuszcz. Leki wspomagają rozwój nowych naczyń krwionośnych w tkance tłuszczowej, skutecznie kierując nanocząsteczkę i wspierając zmianę tkanki tłuszczowej białej w tkankę tłuszczową brunatną.

Opisane leki przeciw otyłości nie są nowe, ale nie zostały jeszcze zatwierdzone przez FDA. Mimo to naukowcy opracowują nową technikę podawania tych leków, dzięki której mogłyby one znaleźć się w tkance tłuszczowej i nie wywoływać żadnych działań niepożądanych.

Ponad jedna trzecia Amerykanów jest otyła. W zeszłym roku otyłość wyprzedziła palenie jako główną możliwą do uniknięcia przyczynę umieralności na raka w Stanach Zjednoczonych, powodując 20% z 600 000 zgonów w wyniku raka.

Głównymi autorami badania są Langer i Omid Farokhzad, dyrektor Laboratrium Nanomedycyny i Biomateriałów w szpitalu Brigham and Women’s Hospital. Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences. Głównymi autorami pracy są były uczestnik stażu podoktorskiego w BWH, Xiaoyang Xu, oraz były uczestnik stażu podoktorskiego w MIT, Yuan Xue.

Kierowanie na tłuszcz

Wcześniej Langer wraz ze swoim zespołem badaczy udowodnili, że jeśli nowe naczynia krwionośne zostaną pobudzone, tzw. angiogeneza, tkanka tłuszczowa może być skutecznie przemieniona, powodując utratę masy ciała u myszy. Odwrotnie, leki wywołujące angiogenezę mogą mieć odwrotny wpływ na inne części ciała.

Aby temu zapobiec, Farokhzad i Langer badali strategię podawania nanocząsteczek leku, opracowaną przez nich do leczenia różnych chorób, w tym raka. Kierując nanocząsteczki w chore miejsce, podaje się dużą dawkę leku, ograniczając tym samym gromadzenie się leku w innych częściach organizmu. Cząsteczki opracowane przez zespół maję zdolność do transportowania leków w swoich hydrofobowych jądrach przylegających do polimeru zwanego PLGA. Polimer ten wykorzystywany jest w wielu wyrobach medycznych oraz innych cząsteczkach podawania leku.

Wewnątrz cząsteczek umieszczono dwa różne leki: rozyglitazon, zatwierdzony do leczenia cukrzycy, jednak rzadko używany ze względu na występowanie działań niepożądanych, oraz analog prostaglandyny.

Oba leki stymulują receptor komórkowy zwany PPAR, który pobudza angiogenezę i przemianę tkanek tłuszczowych. Zewnętrzna powłoka nanocząsteczek zawiera PEG, inny polimer zintegrowany z cząsteczkami kierującymi, które kierują nanocząsteczki do odpowiedniego miejsca. Takie cząsteczki kierujące przylegają do białek występujących w wyściółce naczyń krwionośnych otaczających tkankę tłuszczową.

Cząsteczki badano u myszy, którym podawano wysokotłuszczowe produkty w celu wywołania otyłości. Przez ten czas myszy straciły około 10% swojej masy ciała, a ich poziomy stężenia trójglicerydów i cholesterolu znacznie obniżyły się. Myszy wykazywały również większą wrażliwość na insulinę. Otyłość wywołała niewrażliwość na insulinę, co zwiększa ryzyko wystąpienia cukrzycy typu 2. U myszy nie zaobserwowano żadnych  działań niepożądanych podczas 25-dniowego leczenia.

Podawanie

Farokhzad wyjaśnił, że cząsteczki podaje się dożylnie za pomocą istniejących rozwiązań. Taka metoda jest skuteczna w przypadku chorobliwie otyłych pacjentów i pacjentów z podwyższonym ryzykiem występowania chorób związanych z otyłością.

Nanocząsteczek nie można podawać doustnie, ponieważ nie przedostają się one do wyściółki jelita. Jednak we wcześniejszym badaniu Farokhzad i Langer opracowali nanocząsteczkę pokrytą przeciwciałami, które przylegały do receptorów na powierzchni komórek wyściółki jelit. W ten sposób nanocząsteczki mogły być wchłaniane przez przewód pokarmowy.

Aby stymulować transport nanocząsteczek wewnątrz jelita, zespół opracował inną nanocząsteczkę podawaną drogą doustną, która wykorzystuje białko przenośnikowe. Takie białko odpowiedzialne jest za transportowanie żelaza do różnych części organizmu.

Zespół ma nadzieję odkryć miejsca w tkance tłuszczowej, które są bardziej podatne na nanocząsteczki i które zmniejszą częstość występowania działań niepożądanych. Naukowcy również planują przebadać inne rodzaje leków o niższej toksyczności.

Źródło: http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=34633