Nieuwe studie daagt de heersende theorie van liposomale accumulatie uit en verbetert de medicijnafgifte aan ontstoken weefsels
(gebaseerd op persartikel van VIB)
Gent, 12 juli 2023 – Een studie door onderzoekers van het VIB-UGent Centrum voor Inflammatieonderzoek, Cancer Research Institute Ghent (CRIG), Universiteit Gent, en TU Eindhoven heeft nieuwe inzichten opgeleverd over hoe geneesmiddelen effectief kunnen worden toegediend aan ontstoken weefsels. De studie daagt het huidige begrip uit van hoe kleine op-lipiden-gebaseerde deeltjes, liposomen genaamd, zich ophopen in ontstoken weefsels en benadrukt de belangrijke rol van bepaalde immuuncellen in hun transport. Dit werk heeft mogelijk gevolgen voor de behandeling van ontstekingsziekten en verscheen in Nature Nanotechnology.
Medicijnen leveren
Liposomen zijn uitgebreid bestudeerd als dragers voor geneesmiddelen die specifiek gericht zijn op ontstoken weefsels. Deze microscopisch kleine op-lipiden-gebaseerde deeltjes hebben het potentieel om de afgifte van medicijnen te verbeteren door ze te beschermen en hun stabiliteit, biologische beschikbaarheid, en veiligheid te verbeteren. Eerder werd aangenomen dat liposomen zich voornamelijk ophopen in ontstoken gebieden door openingen in de bloedvatwanden te passeren die bekend staan als endotheliale openingen. Dit fenomeen, bekend als het verbeterde permeatie- en retentie-effect (EPR), wordt algemeen aanvaard als het belangrijkste mechanisme voor liposomale accumulatie in ontstoken weefsels.
Prof. Stefaan De Smedt, die heeft meegewerkt aan de studie (UGent, CRIG): "Onze studie daagt deze heersende theorie uit en suggereert dat liposomen ook naar ontstoken weefsels worden getransporteerd door een specifiek type immuuncel genaamd myeloïde cellen. Myeloïde cellen staan bekend om hun betrokkenheid bij de ontstekingsreactie."
De onderzoekers voerden experimenten uit met een muismodel van artritis om de rol van deze cellen in liposomaal transport te onderzoeken.
Myeloïde transport
De resultaten van het onderzoek toonden aan dat myeloïde cellen een cruciale rol spelen bij de accumulatie van liposomen in ontstoken weefsels. Door liposomen 'op te slokken', kunnen myeloïde cellen ze naar de plaats van ontsteking vervoeren. Toen de onderzoekers deze cellen selectief uit de bloedbaan haalden, zagen ze een significante vermindering van liposomale ophoping in de ontstoken gebieden, tot 50-60%.
Dr. Joke Deprez (VIB-UGent, CRIG), eerste auteur van de studie: "Onze bevinding suggereert dat transport via myeloïde cellen verantwoordelijk is voor meer dan de helft van de liposomale accumulatie in ontstoken regio's, wat onze manier van denken op zijn kop zet over liposomale accumulatie."
Interessant is dat het werk ook de algemeen aanvaarde overtuiging uitdaagde dat het coaten van liposomen met een stof genaamd polyethyleenglycol (PEGylation) helpt voorkomen dat ze door het immuunsysteem van het lichaam worden opgeruimd, inclusief door myeloïde cellen. PEGylering wordt beschouwd als de gouden standaard voor het verlengen van de circulatietijd van liposomen in de bloedbaan.
Dr. Ine Lentacker (CRIG, UGent), co-senior auteur: "In tegenstelling tot de verwachtingen werden de gePEGyleerde liposomen, met hun langere circulatietijd, eigenlijk sneller opgenomen door myeloïde cellen."
De implicaties van deze studie zijn significant voor de ontwikkeling van gerichte therapieën voor ontstekingsziekten.
Prof. Dirk Elewaut (VIB-UGent, CRIG): "Door beter te begrijpen hoe liposomen interageren met immuuncellen, kunnen we mogelijk effectievere behandelingen ontwerpen voor aandoeningen zoals reumatoïde artritis, COVID-19 en kanker, die allemaal een inflammatoire component bevatten."
Publicatie
Transport by circulating myeloid cells drives liposomal accumulation in inflamed synovium. Deprez et al. Nature Nanotechnology, 2023. Link naar publicatie