Een kruisinstitutioneel onderzoeksteam onder leiding van de LKS Faculteit der Medicine, de Universiteit van Hong Kong (HKUMED), heeft een nieuw op kaneelaldehyde gebaseerde prodrug nanomedicine ontwikkeld door gebruik te maken
De prodrug vormt nanodeeltjes die de therapeutische middelen leveren, precies aan de ontstoken plaatsen en bieden een oplossing voor de behandeling van ontstekingsziekten zoals reumatoïde artritis (RA). Deze innovatieve uitvinding kreeg de "gouden medaille" op de internationale tentoonstelling van uitvindingen van Genève.
De onderzoeksresultaten werden gepubliceerd in geavanceerde gezondheidszorgmaterialen en een patentaanvraag werd ingediend op basis van dit werk.
Ontsteking is een biologisch zelfresponsmechanisme om het menselijk lichaam te beschermen tegen letsel en infectie veroorzaakt door schadelijke stimuli. Over het algemeen kan een ontstekingsreactie het lichaam helpen bij zelfverdediging en reparatie. Dysgereguleerde ontstekingsreacties kunnen echter leiden tot de ontwikkeling van verschillende ontstekingsziekten, zoals RA en inflammatoire darmaandoeningen.
De primaire oorzaak van deze aandoeningen omvat het losmaken van endotheliale junctions, waardoor infiltratie en infiltratie van inflammatoire cellen in ontstoken weefsel mogelijk is. Vervolgens bevorderen geactiveerde inflammatoire cellen de overproductie van verschillende pro-inflammatoire cytokines, die verantwoordelijk zijn voor de initiatie en progressie van inflammatoire laesies.
Daarom is de onderdrukking van overmatige pro-inflammatoire cytokines essentieel voor de preventie, verlichting en behandeling van verschillende ontstekingsziekten.
RA is een veel voorkomende chronische ontstekingsstoornis veroorzaakt door een ontregelde immuunrespons, die 0}. 5-1% van de wereldbevolking beïnvloedt. Volgens Hong Kong Arthritis & Rheumatism Foundation Limited is RA een gangbare reumatologische ziekte bij Hong Kong en ervaren RA -patiënten vaak verschillende gewrichtspijn, continue boterosie en misvorming in hun lichaam.
Naarmate de ziekte vordert, schaadt de verslechtering van de gewrichten hun vermogen om te functioneren aanzienlijk, wat onomkeerbare schade aan hun gezondheid en kwaliteit van leven veroorzaakt.
De huidige behandelingsstrategieën voor ontstekingsziekten omvatten voornamelijk het gebruik van ontstekingsremmende medicijnen, waaronder niet-steroïde ontstekingsremmende geneesmiddelen, steroïden en biologische middelen.
In ernstige gevallen kan chirurgische interventie nodig zijn als een aanvullende therapie. Ondanks opmerkelijke vooruitgang in ontstekingsremmende en verlichting van klinische symptomen, is de huidige behandelingsbenadering beperkt door onvoldoende therapeutische werkzaamheid en ongunstige systemische bijwerkingen vanwege het gebrek aan targetingvermogen, slechte stabiliteit en lage wateroplosbaarheid. Daarom blijft het behandelen van ontstekingsziekten een belangrijke uitdaging.
Het onderzoeksteam heeft een nieuw prodrug-nanosysteem ontwikkeld met behulp van de door de FDA goedgekeurde voedseladditieve cinnamaldehyde om ontstekingsziekten te behandelen. Door chemische modificatie transformeerde het onderzoeksteam cinnamaldehyde in een reactieve zuurstofsoort-responsieve polymere prodrug die zichzelf kan assembleren in nanodeeltjes.
In experimenten met twee muismodellen met RA en ulceroscolitis, ontdekten de onderzoekers dat deze nanodeeltjes zich effectief verzamelden bij ontstoken plaatsen van de muizen door intraveneuze injectie.
De geaccumuleerde nanodeeltjes die kaneelaldehyde werden vrijgegeven als reactie op hoge concentraties van reactieve zuurstofsoorten op de ontstoken plaatsen, die de progressie van ontsteking verlichtten door de overproductie van pro-inflammatoire cytokines te remmen.
De resultaten van de muismodelstudies toonden aan dat het cinnamaldehyde prodrug nanomedicine precies kan worden geleverd aan de ontstoken plaatsen, waardoor de therapeutische effecten zijn ontketenen zonder schade aan andere normale weefsels te veroorzaken.
Professor Wang Weiping, universitair hoofddocent Dr. Li Dak-Sum Research Center en Afdeling Farmacologie en Pharmacy, HKumed, en het onderzoekslid van het State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, HKU, die het onderzoeksproject leidde, wees erop dat deze technologie drie grote voordelen heeft.
"Ten eerste transformeerde het team cinnamaldehyde in een prodrug -vorm door chemische modificatie, die de oplosbaarheid en stabiliteit van het medicijn effectief kan verbeteren, waardoor het lichaam gemakkelijker is om zijn activiteit te absorberen en te behouden," legde hij uit.
"Ten tweede, het toedienen van het medicijn in een nanodeeltjesvorm verhoogt de accumulatie van het medicijn op de plaats van ontsteking, waardoor het snel metabolisme van het medicijn wordt vermeden en de therapeutische werkzaamheid ervan wordt verbeterd.
"Ten derde kan reactieve zuurstofspecies op de ontstoken plaats het medicijn activeren om zijn effecten in het getroffen gebied uit te oefenen. Het Cinnamaldehyde -prodrug heeft een betere therapeutische werkzaamheid dan traditionele medicijnen, waardoor een baanbrekende aanpak voor gerichte medicijnafgifte bij de behandeling van inflammatoire ziekten."
Professor Wang en zijn team werken momenteel aan het ontwikkelen van een orale doseringsvorm van cinnamaldehyde prodrugs, om patiënten te helpen gemakkelijk te voldoen aan de instructies van hun arts voor medicatie en toekomstige klinische vertaling te bevorderen.