Τσιρότο που αναπτύχθηκε από τον ερευνητή του Πανεπιστημίου Texas A&M μπορεί να προσφέρει έναν τρόπο για να βοηθήσει την καρδιά να επουλωθεί μετά από καρδιακή προσβολή. Το τσιρότο χρησιμοποιεί ένα μοναδικό σύστημα από μικροβελόνες για να μεταφέρει ένα θεραπευτικό μόριο απευθείας στον κατεστραμμένο καρδιακό ιστό, προωθώντας την αποκατάσταση και βελτιώνοντας τη λειτουργία της καρδιάς χωρίς να επηρεάζει το υπόλοιπο σώμα.

Κάθε μικροσκοπική βελόνα σε αυτό το βιοδιασπώμενο έμπλαστρο περιέχει μικροσκοπικά σωματίδια φορτωμένα με ιντερλευκίνη-4 (IL-4), ένα μόριο γνωστό για τη συμβολή του στη ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος. Όταν εφαρμόζεται στην επιφάνεια της καρδιάς, οι βελόνες διαλύονται και απελευθερώνουν IL-4 απευθείας στην τραυματισμένη περιοχή, δημιουργώντας ένα περιβάλλον ευνοϊκό για την επούλωση.

«Αυτό το έμπλαστρο λειτουργεί σαν γέφυρα», δήλωσε ο δρ. Ke Huang, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Φαρμακευτικών Επιστημών. «Οι μικροβελόνες διαπερνούν το εξωτερικό στρώμα της καρδιάς και επιτρέπουν στο φάρμακο να φτάσει στον κατεστραμμένο μυ κάτω από αυτό, ο οποίος είναι συνήθως πολύ δύσκολο να προσεγγιστεί».

Μετά από καρδιακή προσβολή, ο καρδιακός μυς χάνει οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά, προκαλώντας τον θάνατο των κυττάρων. Το σώμα ανταποκρίνεται σχηματίζοντας ουλώδη ιστό, ο οποίος βοηθά στη σταθεροποίηση της καρδιάς, αλλά δεν μπορεί να συστέλλεται όπως ένας υγιής μυς. Με την πάροδο του χρόνου, ο υπόλοιπος καρδιακός μυς πρέπει να εργαστεί σκληρότερα για να αντισταθμίσει, οδηγώντας συχνά σε καρδιακή ανεπάρκεια.

Καταστολή των φλεγμονοδών σημάτων

Το έμπλαστρο του Huang στοχεύει να διακόψει αυτόν τον κύκλο. Με την απευθείας χορήγηση IL-4 στο σημείο της βλάβης ενθαρρύνει τα ανοσοκύτταρα που ονομάζονται «μακροφάγα» να μεταβούν από μια προφλεγμονώδη κατάσταση σε μια κατάσταση επούλωσης. Αυτή η αλλαγή βοηθά στη μείωση του σχηματισμού ουλών και προάγει την τελική πρόγνωση.

Ένα από τα πιο εκπληκτικά ευρήματα ήταν η αλλαγή στην «κατάσταση» των καρδιακών μυϊκών κυττάρων μετά τη θεραπεία. Ο Huang αναφέρει ότι τα κύτταρα έγιναν πιο επικοινωνιακά και είχαν μεγαλύτερη απόκριση στα σήματα από τους περιβάλλοντες ιστούς, ειδικά τα ενδοθηλιακά κύτταρα, τα οποία υπάρχουν πάνω τα αιμοφόρα αγγεία. Αυτή η ενισχυμένη επικοινωνία μπορεί να είναι το κλειδί για τη μακροπρόθεσμη επούλωση. «Τα καρδιομυοκύτταρα δεν επιβίωναν απλώς, αλλά αλληλεπιδρούσαν με άλλα κύτταρα με τρόπους που υποστηρίζουν την ανάρρωση», είπε.

Το έμπλαστρο ηρέμησε επίσης τα φλεγμονώδη σήματα από τα ενδοθηλιακά κύτταρα, τα οποία διαφορετικά μπορούν να επιδεινώσουν τη βλάβη μετά από καρδιακή προσβολή. Η ομάδα του Huang παρατήρησε αυξημένη σηματοδότηση μέσω μιας οδού που ονομάζεται NPR1, η οποία βοηθά στη διατήρηση της υγείας των αιμοφόρων αγγείων και υποστηρίζει τη λειτουργία της καρδιάς.

Ενώ η τρέχουσα έκδοση του τσιρότου απαιτεί χειρουργική επέμβαση ανοιχτού θώρακα, ο Huang ελπίζει να αναπτύξει μια ελάχιστα επεμβατική μέθοδο χορήγησης στο μέλλον. Οραματίζεται μια έκδοση που θα μπορούσε να εισαχθεί μέσω ενός μικρού σωλήνα, καθιστώντας την πιο πρακτική για κλινική χρήση.

«Αυτό είναι μόνο η αρχή», είπε. «Έχουμε αποδείξει την ιδέα. Τώρα θέλουμε να βελτιστοποιήσουμε το σχεδιασμό και την εφαρμογή».