Вопросы и ответы: открытие может привести к лечению глаукомы с помощью нанотерапии

Исследователи Университета Вирджинии и Северо-западного университета создали инструмент, который может помочь излечить глаукому.

Эван Скотт, директор Института наномасштабных научных и технологических передовых исследований Университета Вирджинии, работал с сотрудниками над разработкой крошечных частиц, которые помогают дренировать жидкость из глаза, снижая давление, которое может привести к глаукоме, одной из основных причин слепоты.

Он поговорил с UVA Today об исследовании, которое команда опубликовала в журнале JCI Insight, и о том, что будет дальше.

По большей части наиболее распространённым типом глаукомы является первичная открытоугольная глаукома, медленно развивающееся хроническое заболевание, характеризующееся повышенным давлением в глазу. Причина этого повышенного внутриглазного давления неизвестна, но в 93% случаев диагноз глаукомы ставится пациентам старше 60 лет, поэтому мы знаем, что это может быть связано с возрастом.

Выражение многих генов, критических для функционирования глаза, изменяется с возрастом пациентов. Часть нашего текущего исследования посвящена характеристике таких изменений в экспрессии генов по мере старения пациентов и выявлению новых терапевтических мишеней.

Наши методы выявления глаукомы улучшились, что всегда влияет на показатели. Это было и, вероятно, будет оставаться в обозримом будущем одной из основных причин слепоты. В мире и в США это значительное бремя здравоохранения, обходящееся в миллиарды долларов в год и требующее целой инфраструктуры хирургических вмешательств и лекарств, все направленные на попытку уменьшить или минимизировать потерю зрения от глаукомы.

В общей картине при глаукоме наблюдается недостаточный отток жидкости из глаза, и поскольку жидкость не может выйти, внутриглазное давление (ВГД) увеличивается. В настоящее время методы его лечения работают не очень хорошо. Приходится либо делать инвазивную операцию, либо принимать ежедневные глазные капли, которые имеют много побочных эффектов и низкую приверженность пациентов.

Соответственно, моя лаборатория и наши сотрудники из Северо-западного университета Марк Джонсон и Бен Томпсон изучали ген под названием "Prox1", который мы обнаружили, может снижать или увеличивать ВГД в зависимости от того, повышается или понижается уровень его экспрессии соответственно. Мы разработали новый тип частиц, которые могут избирательно модифицировать клетки, имеющие этот ген, который мы можем регулировать для контроля давления.

Поскольку эти частицы нацелены только на те клетки, они не накапливаются больше нигде в глазу, что избегает побочных эффектов.

В результате у нас теперь есть новая хроническая модель на мышах, которая поможет нам изучить, как изменения ВГД приводят к патологии глаукомы и тестировать различные способы её излечения. Наша цель - разработать лечение, требующее единственной инъекции в глаз, которая может достичь постоянного снижения давления. Терапия находится на расстоянии по крайней мере пяти лет от испытания на людях.

Джонсон - биомедицинский инженер Северо-западного университета. Он провел десятилетия, изучая, как изменяется поток жидкости в глазу. В этом и предыдущих проектах мы работали вместе над созданием нанотерапий, смягчающих клетки, которые уменьшают жёсткость клеток в стратегических местах глаза, позволяя жидкости легче выходить обратно в кровообращение, таким образом снижая ВГД. Хотя наша предыдущая работа использовала целевую доставку лекарств для достижения этого, наши новые результаты сместили наш фокус на генную терапию.

Томпсон из Школы медицины Feinberg Северо-западного университета является экспертом в области сосудистой биологии и мышиных моделей глаукомы. Он сыграл решающую роль в выявлении Prox1 как гена-мишени и помогал нам разработать и валидировать эти модели. Таким образом, это действительно мощная и высокосотрудничающая команда из трёх человек. Один человек разобрался с проблемой жёсткости. Один человек имеет мышиные модели. И наша сторона была разработкой нанотерапии для избирательной модификации клеток для лучшего понимания патологии и выявления терапевтических мишеней.

Я профессор отдела биомедицинской инженерии в Школе медицины. Меня рекрутировали около двух лет назад для направления Института наномасштабных научных и технологических передовых исследований на кампусе, где мы сосредоточиваемся на науке нано/биоматериалов, нанотерапии и иммунотерапии. Мы также предоставляем услуги по всей стране по проектированию и производству пользовательских наноматериалов и терапевтических составов.

Наноматериалы - это крошечные частицы наномасштаба размером примерно с вирусы, и вы можете упаковать лекарства и терапевтические средства внутри них для более эффективной доставки туда, где они наиболее эффективны при лечении заболевания и при значительно более низких дозах.

Наноматериалы, которые мы используем, очень безопасны и нетоксичны. Они изготовлены из биоразлагаемого полимера, поэтому они безопасно распадаются и выходят из организма. Нет никакой инфекции.

Эти нанотерапевтики так полезны, потому что наша иммунная система и наши клетки в целом эволюционировали взаимодействовать с вещами на наномасштабе. Иммунная система всегда ищет наномасштабные частицы и чужеродные материалы, потому что она естественным образом хочет удалить вирусы и клеточный мусор, которых там не должно быть. Итак, если вы поместите лекарство внутри, вы можете снизить токсичность и доставить его только в очень специфические клетки. Это то, что мы сделали в этом исследовании, чтобы безопасно модулировать давление в глазу без воздействия на внецелевые клетки и процессы.