修补一颗破碎的心:探索新的方法来治疗损伤后心脏病发作

对于那些生存心脏病发作,之后的几天里事件是他们长寿的关键和心脏组织的长期治疗。现在西北大学和加利福尼亚大学的研究人员,圣地亚哥(加州大学圣地亚哥分校)设计了一种微创平台提供一个纳米材料,把人体的炎症反应变成一个信号来治愈而不是心脏病发作后瘢痕的一种手段。

组织工程策略来更换或补充细胞外基质,降解后心攻击并不新鲜,但最有前途的水凝胶不能交付使用微创心脏导管交付因为他们堵塞管。Northwestern-UC圣地亚哥团队展示了一种新的方法来交付bioactivated、可生物降解、再生物质通过非侵入性导管堵塞。

体内进行的研究,在大鼠模型中,最近发表在《华尔街日报》自然通讯。西北的纳森Gianneschi和加州大学圣地亚哥分校的凯伦骤然加剧的首席调查员。

“这项研究集中在构建一个动态的平台,和美女是这个交付系统现在可以修改使用不同的化学反应或治疗,“Gianneschi说。

Gianneschi雅各和罗莎琳科恩教授Weinberg艺术与科学学院的化学和材料科学与工程和生物医学工程部门的麦考密克工程学院。

当一个人有心脏病,细胞外基质剥离和疤痕组织形式在它的位置,减少心脏的功能。正因为如此,大多数心脏病发作心脏病的幸存者在一定程度上,在美国死亡的主要原因。

“我们试图创建一个肽链型的方法,因为这些化合物形成纳米纤维,外观和机械行为非常类似于原生细胞外基质。化合物也可生物降解和生物相容性,”第一作者Andrea Carlini说。她现在是一个实验室的博士后研究员约翰·罗杰斯在西北大学材料科学与工程系。

“大多数临床策略依赖于直接注入心脏,而是因为这不是一个可行的选择对于人类来说,我们试图开发一个平台,可以通过内或transendocardial导管,“Carlini说,他是一个研究生在Gianneschi的实验室研究。

肽是短链氨基酸治疗仪器。团队的方法依赖于导管提供自组装多肽、最终有益于健康心肌梗死后的心脏,或心脏病。

“我们已经创建了一个targeting-and-response类型的材料,“Gianneschi说,西北大学国际纳米技术研究所的副主任和辛普森Querrey研究所的一员。

“我们注入自组装肽的解决方案,寻找它锁定攻击目标—心脏受损的细胞外矩阵和解决方案然后激活炎症环境本身和凝胶,”他说。“关键是创建一个自组装框架材料,模仿自然的支架,细胞和组织在一起。”

团队的临床前研究在老鼠和分割成两个概念进行测试。第一个测试证实的材料可能是美联储通过导管不堵塞,不与人类血液交互。第二个决定自组装肽是否能找到他们的受损组织,绕过心脏健康组织。研究人员创建和附加自组装多肽的荧光标记,然后在心脏成像看到肽最终解决。

“在以前的工作与响应性纳米粒子,我们生产的荧光斑点心脏病地区,但在这种情况下,我们可以看到大型连续水凝胶组件在整个组织,”Carlini说。

研究人员现在知道当他们去除荧光标记和替代治疗,自组装肽将定位心脏的部位。一个障碍是,导管交付在啮齿动物模型更复杂,因为动物的小得多比人类相同的程序。这是一个领域骤然加剧的实验室在加州大学圣地亚哥分校有深入了解。

如果研究小组能证明他们的方法是有效的,然后是“一个相当明确的路径”而言,对临床试验进展,Gianneschi说。然而,这个过程需要数年。

”在2012年我们开始研究这种化学,花费了巨大的努力产生一个综合模块化和简单可靠的平台,将凝胶在应对炎症环境中,“Carlini说。“一个重大突破发生在我们开发sterically约束环肽,交付过程中自由流动,然后迅速组装成水凝胶时接触疾病有关的酶。”

在春天的编程开关,Carlini能够展开这些自然循环化合物来创建一个平面与更多的表面积和更高的粘性物质。肽的过程创造了条件更好的自组装,或堆栈,彼此之上,形成原生细胞外基质支架,所以相似。

拥有激活演示平台的能力在特定疾病有关的酶,Gianneschi的实验室也有类似的方法验证外周动脉疾病和转移性癌症,每一种都产生相似的化学和生物炎症反应。

自然通讯论文标题是“Enzyme-responsive progelator循环肽微创交付到心脏post-myocardial梗塞。”

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