Несколько лет назад появилось многообещающее терапевтическое средство с использованием фактора стволовых клеток (SCF), которое потенциально может лечить различные заболевания, такие как ишемия, сердечный приступ, инсульт и радиационное облучение. Однако во время клинических испытаний у многих пациентов развились тяжелые аллергические реакции, и разработка терапевтических средств на основе СКФ была остановлена.

Исследовательская группа под руководством инженеров из Техасского университета в Остине разработала родственное лекарство, которое, по их словам, позволяет избежать этих основных аллергических реакций, сохраняя при этом свою терапевтическую активность. Ключом к открытию, недавно опубликованному в Nature Communications , стало использование аналогичной, связанной с мембраной версии SCF, поставляемой в модифицированных липидных наноносителях.

«Мы предполагаем, что это средство, которое можно вводить туда, где отсутствует кровоток, и это может вызвать рост кровеносных сосудов в этой области», — сказал Аарон Бейкер, профессор кафедры биомедицинской инженерии инженерной школы Кокрелла и один из Лидеры проекта.

Фактор стволовых клеток представляет собой цитокин, тип растворимого белка, который может стимулировать регенерацию в организме и рост стволовых клеток. Его способность способствовать росту стволовых клеток, особенно в таких критических местах, как костный мозг, делает его очень перспективным для многих терапевтических применений. Но при доставке в организм в клинических испытаниях, связанных с инсультами, он вызывал рост тучных клеток, что активировало защитные силы иммунной системы и приводило к аллергическим реакциям.

В новом терапевтическом средстве используется трансмембранный фактор стволовых клеток, версия цитокина, которая связана с клеточной мембраной. В организме трансмембранная форма может расщепляться до растворимой формы, которая перемещается по телу.

«Мы обнаружили, что этот фактор трансмембранных стволовых клеток обладает всеми необходимыми терапевтическими свойствами и не активирует иммунную систему и не вызывает аллергических реакций», — сказал Эри Такемацу, бывший сотрудник лаборатории Бейкера, который сейчас является научным сотрудником в Стэнфорде и первым автором исследования. бумага.

Большая проблема с трансмембранным SCF заключается в том, что, поскольку он нерастворим, он имеет тенденцию просто слипаться в растворе. Таким образом, команда разработала липидные наноносители, чтобы помочь ему говорить в растворе и адаптировать его активность к различным типам клеток. Особое внимание они уделяли использованию липосом (липидных пузырьков) и липидных нанодисков в качестве носителей трансмембранного ФСК.

«Этот тип нанодиска — это то, что люди раньше не исследовали в разработке терапевтических средств», — сказал Бейкер. «Он образует небольшой островок липидов вокруг трансмембранной роговой оболочки и удерживает ее вместе с кольцом белков, что-то вроде лариата».

Исследователи запатентовали свой метод, и следующим шагом должны стать клинические испытания. Однако для этого им необходимо одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, чтобы классифицировать терапевтическое средство как новый экспериментальный препарат. Кроме того, они продолжают уточнять важные детали, такие как правильная дозировка для пациентов.

Среди других членов команды проекта: Майлз Массидда, Джефф Остер, По-Чих Чен, БьюнгГи Им, Санджана Шринат, София Канга, Адитья Сингх, Марьян Маджид и Эндрю Данн из отдела биомедицинской инженерии; Майкл Шерман с кафедры биохимии и молекулярной биологии Медицинского отделения Техасского университета, Галвестон; а также Аннет Грэм и Патрисия Мартин с факультета биологических и биомедицинских наук Каледонского университета Глазго в Шотландии. Исследование финансировалось за счет грантов Американской кардиологической ассоциации, Национальных институтов здравоохранения и программ медицинских исследований Министерства обороны США под руководством Конгресса.