211service.com
Terapia cellulare magnetica
Gli stent sono impalcature espandibili in acciaio inossidabile comunemente utilizzate per sostenere le arterie ostruite aperte. Ma l'inserimento di uno stent può danneggiare il rivestimento interno di un'arteria e le arterie stent possono richiudersi dopo diversi mesi, causando coaguli di sangue e possibilmente attacchi di cuore. Ora i ricercatori del Children's Hospital di Filadelfia hanno escogitato un modo per utilizzare minuscole nanoparticelle contenenti ferro e un campo magnetico per dirigere le cellule con proprietà terapeutiche verso i siti degli stent in acciaio. Le cellule potrebbero aiutare a riparare il danno arterioso e prevenire la coagulazione, tra le altre cose.
Impettito la loro roba: Le cellule endoteliali caricate con nanoparticelle magnetiche si illuminano di rosso fluorescente sui montanti di uno stent in acciaio.
È noto che gli stent inducono gravi traumi, afferma Robert Levy, presidente di cardiologia pediatrica presso il Children's Hospital di Philadelphia. La riparazione dei vasi sanguigni con la terapia cellulare è un concetto molto importante che può essere realizzato con il targeting magnetico.
Levy e i suoi colleghi hanno progettato nanoparticelle, o minuscole sfere, di acido polilattico, un polimero biodegradabile utilizzato nelle suture e in altre applicazioni mediche. Il team ha quindi caricato ogni nanoparticella con una piccola dose di ossido di ferro magneticamente reattivo e l'ha inserita in una cellula endoteliale bovina, una cellula che si trova nel rivestimento interno di un vaso sanguigno. Le cellule bovine sono state geneticamente modificate per esprimere un marcatore fluorescente, rendendole facilmente rilevabili.
Successivamente, i ricercatori hanno impiantato chirurgicamente piccoli stent metallici nelle arterie carotidi di ratti vivi. Hanno iniettato ai ratti una soluzione di cellule endoteliali trattate e hanno creato un campo magnetico costante attorno a ciascun ratto utilizzando due grandi bobine elettromagnetiche esterne. Levy afferma che il campo magnetico applicato da lui e dai suoi colleghi era inferiore a un decimo della forza dei campi generati dalle macchine per risonanza magnetica convenzionali. Dopo 48 ore, il team ha creato immagini del ratto utilizzando l'imaging a bioluminescenza.
I ricercatori hanno scoperto che il campo magnetico ha causato la migrazione delle cellule verso gli stent metallici in due scenari: quando le cellule sono state iniettate direttamente nell'arteria carotide, vicino alla posizione dello stent, e quando sono state iniettate più lontano, nell'arco aortico, da dove sono state iniettate potrebbe estendersi a tutte le aree del corpo. Nei test che non hanno utilizzato un campo magnetico, le cellule sono migrate in tutto il corpo con poca direzione.
Dirigere magneticamente le cellule, in particolare le cellule endoteliali, verso i siti degli stent metallici può avere un effetto terapeutico significativo, afferma Levy. Durante l'impianto chirurgico, gli stent tendono a raschiare le cellule endoteliali, le cui normali funzioni includono l'aiuto nella prevenzione della coagulazione del sangue. Le cellule endoteliali sono anche barriere alle cellule infiammatorie. Mentre le cellule infiammatorie normalmente affollano una lesione per aiutare a ripararla, in assenza di cellule endoteliali, si accumulano eccessivamente, creando un blocco arterioso. Negli ultimi anni, gli stent sono stati progettati per rilasciare farmaci anticoagulanti per impedire la richiusura delle arterie. Ma tali stent a rilascio di farmaco hanno problemi propri, inclusa la prevenzione della rigenerazione delle cellule endoteliali.
Due anni fa, i medici hanno notato che un numero significativo di pazienti aveva problemi con questi stent, probabilmente perché l'endotelio non era stato adeguatamente guarito, afferma Levy. Si sono verificati coagulazione, infarto del miocardio e morti improvvise, e questo ha causato un grande clamore sull'uso dello stent.
Levy spera che dirigere magneticamente nuove cellule endoteliali verso i vasi sanguigni possa risolvere molti dei problemi che gli stent devono affrontare attualmente. Il suo team prevede di continuare a sperimentare sui ratti, utilizzando cellule endoteliali derivate da ratti invece che da mucche, per ridurre al minimo il rischio di rigetto. Ora che ha trovato un modo per indirizzare le cellule verso gli stent metallici, Levy sta anche esaminando altre potenziali terapie, incluso l'ossido nitrico, che è noto per rilassare e dilatare i vasi sanguigni. Attualmente sta ingegnerizzando cellule per esprimere geneticamente enzimi che producono ossido nitrico, e alla fine le caricherà con nanoparticelle di ossido di ferro che le guideranno ai siti degli stent, aprendo ulteriormente le arterie.
Levy aggiunge che la tecnica a base magnetica ha applicazioni al di fuori della terapia cardiovascolare. Ad esempio, nel trattamento del cancro ai polmoni, i medici usano spesso stent metallici per mantenere aperte le vie aeree. Tuttavia, il tumore di un paziente può continuare a crescere, eventualmente ostruendo il passaggio nonostante lo stent. Le terapie mirate magneticamente potrebbero aiutare a fornire farmaci specifici ai siti di stent per curare i tumori, oltre a mantenere aperte le vie aeree.
Gli impianti metallici sono ampiamente utilizzati anche in altre aree, come l'ortopedia, per le fratture complesse e per la correzione della curvatura spinale, dove anche le terapie cellulari potrebbero essere utili, afferma Levy. Gli impianti in acciaio sono ampiamente utilizzati in medicina e ci sono tutti i tipi di situazioni in cui potrebbero essere utilizzate applicazioni.
Inoltre, Levy prevede che tali terapie possano essere applicate utilizzando macchine per risonanza magnetica convenzionali. Il campo magnetico generato dai nuclei della risonanza magnetica è un ordine di grandezza più potente di quelli usati da Levy nei suoi esperimenti, quindi un minor numero di nanoparticelle di ossido di ferro potrebbe produrre lo stesso effetto.
Robert Langer, Institute Professor al MIT, ritiene che la tecnica di Levy sia un passo promettente verso le terapie cellulari dirette. Sono stati in grado di localizzare più farmaci nelle aree mirate, dice. Penso che sia un'idea chiara che ha un grande potenziale.