智能纳米颗粒可能能够在心脏病发作后将药物输送到心脏

根据美国疾病控制和预防中心的数据，美国每40秒就有一人心脏病发作，其中约有30万人在手术后没有接受手术来恢复血流。这些患者依靠药物来减轻炎症并抑制瘢痕组织发育或纤维化，但将这些药物输送到心脏一直具有挑战性。

圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院（McKelvey School of Engineering）的材料科学家关建军（Jianjun Guan）提出了一个想法，可以消除或至少改善这两个问题。在美国国立卫生研究院（NIH）为期四年的210万美元资助下，Guan和他的团队计划将一组旨在抑制炎症的蛋白质和一种防止纤维化的肽包裹在巧妙伪装的药物递送智能纳米颗粒中。这些纳米颗粒将被静脉注射到血液中，血液将直接将它们带到心脏。

现有的治疗方法分别针对炎症和纤维化，但在临床试验中缺乏令人满意的结果。抗炎药可以抑制心脏修复，或者不能在正确的时间输送到正确的位置以靶向心脏中的炎症信号。同样，心脏纤维化的治疗通常只针对一种纤维化途径，而不能阻止其他途径。

Guan的团队旨在探索M2巨噬细胞的分泌组，即M2巨噬细胞分泌的蛋白质和细胞因子，旨在减少炎症和促进心脏治疗中的组织修复。Mohamed Zayed，医学博士，博士，华盛顿大学医学院外科，放射学和分子细胞生物学教授以及McKelvey Engineering生物医学工程教授，正在与Guan合作进行这项研究。

“心脏病发作后，炎症期的主要细胞类型是称为M1的巨噬细胞，而在抗炎阶段是名为M2的巨噬细胞，”Earl E. & Myrtle E. Walker工程学教授，机械工程和材料科学教授Guan说。“如果我们能够在心脏病发作后快速传递M2巨噬细胞产生的分泌组，它可以迅速将炎症期过渡到抗炎期。

为了阻止心脏纤维化，研究人员一直在寻求提供转化生长因子β（TGFβ）和抗体，但收效甚微。

Guan的团队开发了一种基于肽的抑制剂，缩写为RPE，可抑制TGFβ和其他诱导纤维化的途径。初步研究表明，RPE在心脏病发作后显着降低了肌成纤维细胞或疤痕组织中发现的细胞的密度。

Guan的计划是用两种材料（M2和RPE的分泌组）加载纳米颗粒，并在纳米颗粒上涂上血液中的血小板膜，以便免疫系统将其识别为血液的一部分。他还将固定一种专门针对心脏损伤区域的肽。

“当我们将这种肽固定在纳米颗粒上时，它会在纳米颗粒表面形成刷子，”Guan说。“这把刷子会识别心脏的受伤区域，直接去它，逐渐释放药物。”

Guan的团队还将研究纳米颗粒的施用时间，以确定它们的有效性是否存在差异。他们将在心脏病发作后一天、三天和七天以临床前模型递送药物，看看它们是否具有治疗效果。

“我们的最终目标是使纳米颗粒以一种患者在心脏病发作后可以在家中注射的形式提供，”Guan说。“我们也在寻找一种形式，它们可以被吸入肺部并进入心脏。

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最初发表在麦凯维工程学院网站上。