Sistemas de administração de medicamentos em nanogrídeos desenvolvidos para tratamento preciso de inflamação pulmonar

Compreender como os sistemas de administração de medicamentos distribuem in vivo continuam sendo um grande desafio no desenvolvimento de nanomedicinas. Especialmente no pulmão, o microambiente complexo e dinâmico geralmente limita a eficácia das abordagens existentes.

“Farmacêutica estrutural” foi introduzida como uma nova estratégia para conectar estruturas de nanopartículas com estruturas fisiológicas por meio de imagens tridimensionais (3D) avançadas e caracterizações em escala cruzada.

Em um estudo publicado em ACS Nanouma equipe liderada por Yin Xianzhen do Laboratório Lingang e Zhang Jiwen, do Instituto de Materia Medica de Xangai, da Academia de Ciências Chinesas, desenvolveu uma estratégia de segmentação precisa para inflamação traqueal.

A estratégia utiliza sistemas de entrega baseados em nanogrídeos compostos de ligações cruzadas de ciclodextrina em grade (GCC) e permitem a visualização em 3D em várias escalas e a avaliação farmacodinâmica aprofundada com os sistemas de tomografia por seção micro-ópticos (a maioria) e a maioria dos sistemas de fluorescência (mais).

Os pesquisadores projetaram o portador do GCC usando ciclodextrinas reticuladas com habilidades de eliminação de espécies reativas de oxigênio eficazes. Eles rotularam a nanogrid com rodamina 110 e rastrearam sua jornada após a injeção da veia da cauda em camundongos usando rastreamento de partículas únicas e imagens de pulmão inteiro 3D.

Surpreendentemente, a nanogrid mostrou acumulação significativa ao longo da parede externa da traquéia, uma característica raramente observada com nanopartículas convencionais.

Quando carregado com dexametasona (DEX), um corticosteróide comumente usado, o sistema GCC não apenas prolongou a retenção de medicamentos in vivo, mas também exibiu um perfil de liberação controlada.

A formulação também mostrou fortes efeitos anti-inflamatórios em um modelo de camundongo de bronquite induzido por lipopolissacarídeos. Ratos tratados com dex@gcc recuperados peso corporal Mais rapidamente, exibiu uma função pulmonar aprimorada e mostrou marcadores inflamatórios significativamente reduzidos no fluido de lavagem broncoalveolar em comparação com o DEX livre (dose mais alta) ou grupos modelo.

Para visualizar esses resultados terapêuticos, os pesquisadores desenvolveram um atlas patológico 3D de pulmão inteiro. Combinando imagens de fluorescência e reconhecimento de células assistidas por aprendizado de máquina, eles reconstruíram mapas espaciais de inflamação e quantificaram mudanças estruturais, como o espessamento da parede traqueal.

A imagem endoscópica digital lhes permitiu “ver” o inside de traquéias doentes e avaliar quantitativamente os efeitos de maneira não invasiva, mas altamente detalhada. Essas técnicas ajudaram a confirmar o reparo estrutural e a eficácia anti-inflamatória do DEX@GCC nos níveis de tecido e celular.

Este estudo fornece uma nova estrutura para entender como os nano-drogas se comportam em ambientes biológicos complexos, integrando o conceito de “farmacêutica estrutural” com mapeamento em nível de órgão 3D.

A patologia 3D revela padrões espaço -temporais de lesões progressivas para apoiar a triagem de fenótipo, descoberta de alvos e design de intervenção.