Nanopartikel stoppen Multiple Sklerose bei Mäusen

Eine bahnbrechende neue experimentelle Behandlung, bei der mit Proteinen überzogene Nanopartikel verwendet werden, um das Immunsystem zu manipulieren. Es gelang ihm, das Myelin zu stoppen und das Fortschreiten der Krankheit bei Mäusen mit schubförmig remittierender Multipler Sklerose (MS) zu stoppen. Die Forscher sagen, der Ansatz könnte auch auf andere Autoimmunerkrankungen wie Asthma und Typ-1-Diabetes angewendet werden.
Korrespondierender Autor Stephen Miller ist der Judy Gugenheim Forschungsprofessor für Mikrobiologie-Immunologie an der Nordwest-Universität Feinberg School of Medicine in Chicago in den USA. Er sagt in einer Aussage:
"Wir verabreichten diese Partikel an Tiere, die an einer Krankheit leiden, die der schubförmig remittierenden Multiplen Sklerose sehr ähnlich ist, und stoppten sie in ihren Bahnen."
"Wir verhinderten zukünftige Rückfälle für bis zu 100 Tage, das entspricht mehreren Jahren im Leben eines MS-Patienten", fügt er hinzu.
Die Studienergebnisse legen nahe, dass die Nanopartikel genauso wirksam sind wie die Verwendung von weißen Blutkörperchen des Patienten zur Abgabe des Antigens, ein Ansatz, der in einer Phase-I / II-Studie bei MS-Patienten getestet wird. Die Verwendung von Nanopartikeln wäre viel billiger und einfacher, sagen die Forscher.
Miller und Kollegen berichten über ihre Studie, die von der Myelin Repair Foundation, dem National Institute of Biomedical Imaging und Bioengineering der National Institutes of Health (NIH) und der Juvenile Diabetes Research Foundation in der Online - Ausgabe vom 18 Natur Biotechnologie.

Multiple Sklerose (MS)

Bei einer Autoimmunkrankheit greift das Immunsystem irrtümlich gesundes Gewebe an und entfernt schädliche Krankheitserreger und Zelltrümmer. Die Art des Gewebes, das es angreift, verursacht verschiedene Krankheiten.

Bei der Multiplen Sklerose (MS) ist das Autoimmunziel Myelin, das Protein, das die schützende Hülle bildet, die Nervenfasern im Gehirn, im Rückenmark und in den Augen isoliert und die lebenswichtigen elektrischen Signale bewahrt, die sie tragen.
Wenn das Myelin zerstört wird, können die elektrischen Signale nicht wandern, und das Ergebnis sind die charakteristischen Symptome der MS, die von leichter Taubheit der Gliedmaßen bis hin zu Lähmung oder Erblindung reichen.
Etwa 80% der MS-Patienten haben die schubförmig-remittierende Form der Krankheit, bei der es Perioden von Symptomaufflammen (Rückfall) gibt, die mit Perioden unterbrochen sind, in denen sie entweder teilweise oder vollständig aufhören (remittieren).

Protein-Covered biologisch abbaubare Nanopartikel Trick das Immunsystem

Die Forscher verwendeten biologisch abbaubare Nanopartikel, die mit Myelinproteinen oder Antigenen bedeckt waren, um das Immunsystem dazu zu bringen, Myelin als "freundlich" zu behandeln. Die Nanopartikel bestehen aus dem gleichen Material wie auflösbare Stiche, außer dass sie viel kleiner sind, etwa 200 mal dünner als menschliches Haar.
Für ihre Studie injizierten sie die Nanopartikel, die ihre Myelin-Antigen-Ladung tragen, in Mäuse, die gezüchtet wurden, um eine Krankheit zu entwickeln, die der menschlichen Form von schubförmig remittierender MS ähnlich ist.
Die Partikel wandern zur Milz, einem wichtigen Organ des Immunsystems, das unerwünschte Materialien wie alte und sterbende Zellen aus dem Blut entfernt, neue Blutzellen bildet und Blutplättchen speichert.
Sobald sie in der Milz waren, wurden die Partikel von Makrophagen, weißen Blutkörperchen, verschlungen, die buchstäblich Krankheitserreger und unerwünschte Materialien verschlingen und dann Signale an andere Immunzellen senden, um diese Materialien anzugreifen.
Die Wirkung in diesem Fall bestand jedoch darin, das Immunsystem dazu zu bringen, die Nanopartikel als gewöhnliche sterbende Blutzellen anzusehen und sich um nichts zu kümmern. Dies erzeugte eine Immuntoleranz gegenüber dem Myelin-Antigen, indem es die auf Myelin reagierenden T-Zellen direkt inhibierte. Es erhöhte auch die Anzahl der regulatorischen T-Zellen und beruhigte die Autoimmunantwort weiter.

"Setzt" eher zurück als das Immunsystem herunterzufahren

Ein attraktives Merkmal dieser Studie ist, dass sie eine potenzielle Therapie zeigt, die nicht das gesamte Immunsystem unterdrückt, wie dies bei gegenwärtigen Therapien für MS der Fall ist, die Patienten anfälliger für alltägliche Infektionen machen und sie einem höheren Krebsrisiko aussetzen.
Stattdessen "rücksetzen" die Nanopartikel mit ihren Myelin-Antigenen das Immunsystem auf normal. Das Ergebnis ist, dass es aufhört, Myelin als außerirdischen Eindringling zu behandeln, und es aufhört, es anzugreifen.
Christine Kelley, Nationales Institut für Biomedizinische Bildgebung und Bioengineering, Direktorin der Abteilung Discovery Science and Technology am NIH, sagt:
"Der Schlüssel hier ist, dass dieser antigen- / partikelbasierte Ansatz zur Toleranzinduktion selektiv und zielgerichtet ist. Im Gegensatz zur generalisierten Immunsuppression, die derzeit bei Autoimmunerkrankungen eingesetzt wird, schließt dieser neue Prozess nicht das gesamte Immunsystem ab."

Biologisch abbaubares Material ist bereits FDA-zugelassen

Die verwendeten Nanopartikel von Miller und Kollegen bestehen aus einem Polymer namens Poly (lactid-co-glycolid) (PLG), das Milchsäure und Glycolsäure enthält, beides natürliche Metaboliten im menschlichen Körper. PLG wird am häufigsten für biologisch abbaubare Nähte oder lösbare Stiche verwendet.
Da PLG bereits von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) für andere Anwendungen zugelassen ist, sollte dies die Zulassung für die Verwendung dieser Technologie erleichtern, um diese Forschung von Mäusen auf Menschen zu übertragen.
Die in dieser Studie verwendeten Nanopartikel wurden von Co-korrespondierendem Autor Lonnie Shea, Professor für Chemie- und Bioingenieurwesen an der Northwest McCormick School of Engineering and Applied Science, entwickelt.

Die Forscher testeten verschiedene Größen von Nanopartikeln und fanden, dass 500 Nanometer die beste Antwort auf die Immunantwort waren.

Potenzial zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen

Miller sagt:
"Das Schöne an dieser neuen Technologie ist, dass sie bei vielen immunbedingten Krankheiten eingesetzt werden kann. Wir ändern einfach das Antigen, das geliefert wird."
Shea und Miller testen derzeit die Nanopartikel zur Behandlung von Typ-1-Diabetes und Atemwegserkrankungen wie Asthma.
Nanopartikel bieten eine attraktive Alternative zu anderen Ansätzen: Sie können einfach in einem Labor hergestellt und für die Herstellung standardisiert werden. Dies legt nahe, dass Therapien, die auf diesen Materialien basieren, für eine allgemeine Bevölkerung billiger und zugänglicher wären.
Scott Johnson, CEO, Präsident und Gründer der Myelin Repair Foundation, sagt:
"Das übergeordnete Ziel ist es, sicherzustellen, dass dieser wichtige therapeutische Weg die beste Chance hat, Patienten mit MS und allen Autoimmunkrankheiten zu erreichen."
Geschrieben von Catharine Paddock