Наночастицы с миРНК вылечили колит у мышей

Ученые из Китая испытали на мышах новый препарат против воспалительных заболеваний кишечника, принимаемый перорально; результаты опубликованы в Science Advances. Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), прежде всего болезнь Крона и язвенный колит — серьезные болезни, сопровождающиеся периодическими обострениями. Они часто бывает резистентными к терапии и приводят к неконтролируемому острому воспалению подвздошной, толстой и прямой кишки.

Все больше исследований указывают на ведущую роль окислительного стресса и нарушения микробиоты в патогенеза ВЗК. При окислительном стрессе нейтрофилы и макрофаги внедряются в пораженную слизистую, где они сами выделяют активные формы кислорода и провоспалительные цитокины. Поэтому снижение концентрации АФК и провоспалительных молекул — перспективная стратегия лечения. В частности, экспрессию цитокинов можно уменьшить с помощью малых интерферирующих РНК (миРНК). Такие молекулы вводят в составе наномедицинских препаратов внутривенно, однако это связано с риском побочных эффектов. Пероральная форма представляется более безопасной

Сначала китайские исследователи получили наночастицы из бычьего сывороточного альбумина (БСА), которые включали в себя миРНК к мРНК фактора некроза опухоли TNF-α, а также квантовые точки — графен с прикрепленными к нему остатками галловой кислоты. Затем наночастицы покрывали оболочкой из нескольких слоев хитозана и дубильной кислоты, или танина. Такая «броня» надежно защищает их от разрушения в желудке и медленно разрушается в тонком кишечнике. А в толстом кишечнике отрицательно заряженные поверхностные слои наночастицы взаимодействуют с положительно заряженными воспаленными участками, что замедляет продвижение. Фенольные группы дубильной кислоты проявляют антиоксидантные свойства, а также способствуют поглощению наночастиц макрофагами. Внутриклеточная ферментативная деградация высвобождает миРНК и квантовые точки из белковой капсулы. Продукция TNF-α подавляется миРНК, а квантовые точки, несущие остатки галловой кислоты, удаляют активные формы кислорода. В результате провоспалительная активность макрофага снижается. Кроме того, кишечная микробиота превращает дубильную кислоту в более активные фенольные метаболиты, нормализующие кишечную микрофлору.

Свойства наночастиц проверили in vitro, а затем испытали их терапевтическое действие на мышиной модели. Мышам перорально вводили 3%-ный раствор декстрансульфата натрия (DSS) на протяжении 7 дней, чтобы вызвать у них острый колит. Новый наномедицинский препарат успешно подавил воспаление в кишечнике животных и восстановил нормальную активность иммунной системы. Самыми эффективными оказались наночастицы, включающие все перечисленные компоненты, на втором и третьем месте были наночастицы без миРНК и без квантовых точек соответственно.

Наночастицы нормализовали кишечную микрофлору мышей: увеличилось количество лактобактерий Lactobacillaceae (подавляющих симптомы ВЗК), а также представителей Muribaculaceae и Bifidobacteriaceae. В то же время количество оппортунических патогенов Enterococcaceae заметно снизилось. Более того, благоприятное действие на микробиом изменило поведение мышей с экспериментальным колитом: у них снизились проявления депрессии и тревожности, улучшились когнитивные способности. Это может происходить как за счет системного воспаления, так и за счет модулирования нейротрансмиттеров, которое положительно влияет на состояние нейронов.

Предложенный метод конструирования наночастиц может стать универсальной платформой для разработки пероральных препаратов против ВЗК, отмечают авторы.

Новые наночастицы доставляют препарат для химиотерапии и активируют иммунитет

Функциональные микроРНК из пищи проникают в клетки желудка через транспортный белок