Le nanocapsule potrebbero ridurre gli effetti collaterali dei farmaci per la coagulazione del sangue / Nanocapsules could reduce blood clot drug side effects

 Le nanocapsule potrebbero ridurre gli effetti collaterali dei farmaci per la coagulazione del sangue / Nanocapsules could reduce blood clot drug side effects

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I ricercatori dell'Imperial College di Londra hanno progettato nanocapsule per la somministrazione di farmaci che potrebbero ridurre gli effetti collaterali di un importante farmaco in grado di sciogliere i coaguli di sangue

I coaguli di sangue, noti anche come trombi, possono essere trattati con un farmaco chiamato attivatore tissutale del plasminogeno (tPA), che dissolve i coaguli per liberare il vaso sanguigno ostruito e ristabilire il flusso sanguigno. 

Un effetto collaterale del tPA può essere un'emorragia off-target potenzialmente letale, anche a livello cerebrale. Il farmaco rimane in circolo solo per pochi minuti, richiedendo spesso dosi ripetute, il che aumenta ulteriormente il rischio. Per questo motivo, il tPA viene utilizzato solo per una minoranza di pazienti idonei.

Racchiudendo il tPA nelle sue capsule di nuova concezione, Imperial ha scoperto che il farmaco può essere mirato in modo più specifico ai coaguli di sangue dannosi con un tempo di circolazione maggiore. 

I coaguli di sangue sono costituiti da cellule del sangue chiamate piastrine che si legano tra loro quando attivate. Sono tenute insieme da proteine ​​chiamate fibrinogeno che si legano alle piastrine attivate e formano dei "ponti" tra loro. 

Le nuove nanocapsule sono state progettate per legarsi alle piastrine attivate presenti nei trombi, rilasciare il carico di tPA e dissolvere i coaguli. Denominate tPA-cRGD-PEG-NV, le nanocapsule imitano il fibrinogeno in modo da poter individuare i coaguli all'interno dei vasi sanguigni.

L'autore principale, il Dott. Rongjun Chen del Dipartimento di Ingegneria Chimica dell'Imperial College, ha dichiarato: "Il tPA ha una finestra terapeutica ristretta tra l'effetto desiderato e gli effetti collaterali, quindi lo abbiamo inserito in un pacchetto che estende questa finestra terapeutica e riduce al minimo la dose necessaria. I nostri risultati sono entusiasmanti, ma sono necessari studi clinici e sugli animali per la convalida".

I ricercatori hanno testato le nanocapsule su sangue umano sano sia in condizioni statiche in piastre di Petri, sia in condizioni di flusso fisiologico in un vaso sanguigno simulato. Ciò ha comportato la progettazione di un modello computerizzato per simulare il modo in cui il tPA incapsulato potrebbe agire nel sangue circolante.

"Abbiamo combinato lavoro sperimentale e computazionale per caratterizzare questa nanocapsula", ha affermato Xiao Yun Xu, professore del Dipartimento Imperiale di Ingegneria Chimica e coautore corrispondente. "Per costruire il nostro modello computerizzato avevamo bisogno di una comprensione meccanicistica dell'interazione tra i processi fisici e biochimici di dissoluzione del coagulo di sangue".

Secondo il gruppo, le nanocapsule si sono rivelate altamente selettive nel legame con le piastrine attivate, con un tempo di dissoluzione dei coaguli simile a quello del tPA non incapsulato. Successivamente, i ricercatori testeranno le nanocapsule sugli animali per verificarne il funzionamento in organismi interi, in particolare per quanto riguarda l'aumento del tempo di circolazione e la verifica della capacità del modello computerizzato di prevedere la dissoluzione dei coaguli in un contesto realistico.

ENGLISH

Researchers at Imperial College London have designed drug delivery nanocapsules that could reduce side effects of a major blood clot dissolving drug.

Blood clots, also known as thrombi, can be treated with a drug called tissue plasminogen activator (tPA), which dissolves clots to clear the blocked blood vessel and re-establish blood flow. 

Life-threatening off-target bleeding, including on the brain, can be a side effect of tPA. The drug only lasts a few minutes in circulation, often requiring repeated doses, which further increases risk. Due to this, tPA is only used for a minority of eligible patients.

By encasing tPA in its newly designed capsules, Imperial found that the drug can be targeted more specifically to harmful blood clots with an increased circulation time. 

Blood clots are made of blood cells called platelets which link together when activated. They are held together with proteins called fibrinogen which bind to activated platelets and form ‘bridges’ between them. 

Researchers develop new technique to tackle blood clot

Voltaglue device developed to seal blood vessels

The new nanocapsules have been designed to attach to activated platelets present in thrombi, release the tPA payload and dissolve clots. Named tPA-cRGD-PEG-NV, the nanocapsule mimics fibrinogen so that it can seek out clots within blood vessels.

Lead author Dr Rongjun Chen of Imperial’s Department of Chemical Engineering said: “tPA has a narrow window between desired effect and side effects, so we have wrapped it in a package that extends this therapeutic window and minimises the required dose. Our results are exciting but animal and clinical studies are required for validation.”

Researchers tested the nanocapsules on healthy human blood under both static conditions in petri dishes, and physiological flow conditions in a simulated blood vessel. This involved designing a computer model to simulate how the encapsulated tPA might act in circulating blood.

“We combined experimental and computational work to characterise this nanocapsule,” said Imperial Department of Chemical Engineering professor Xiao Yun Xu, co-corresponding author. “To build our computer model we needed a mechanistic understanding of the interplay between the physical and biochemical processes of blood clot dissolving.”

According to the team, the nanocapsules were found to be highly selective in binding to activated platelets, with a similar time taken to dissolve clots to that of unencapsulated tPA. Next, researchers will test the nanocapsules in animals to see how they perform in whole organisms, particularly for increasing circulation time and checking the computer model's ability to predict clot busting in a realistic setting.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/nanocapsules-could-reduce-blood-clot-drug-side-effects?utm_source=content_recommendation&utm_medium=blueconic