W przypadku niewydolności serca, dla której nie ma skutecznej terapii, pojawiła się nadzieja w postaci innowacji opartej na świetle, która obiecuje precyzyjną naprawę układu sercowo-naczyniowego.
Choroby układu sercowo-naczyniowego (CVD) pozostają główną przyczyną umieralności i zachorowalności na całym świecie,co stanowi znaczne obciążenie społeczno-ekonomiczne. Wraz ze starzeniem się społeczeństwa przewiduje się wzrost częstości występowania tych chorób, a także niewydolności serca (HF) — ostatecznej konsekwencji wielu z nich. Niewydolność serca znacząco wpływa na jakość życia i wymaga wsparcia opiekunów.
Obecnie niestety nie ma skutecznego leczenia farmakologicznego i nie jest możliwe odwrócenie postępu choroby. Dlatego pilnie potrzebne jest transformacyjne podejście terapeutyczne, które może przywrócić czynność serca i ogólnoustrojowy przepływ krwi.
Optycznie wyzwalana naprawa serca
Finansowany ze środków UE projekt LION-HEARTED ma na celu opracowanie rewolucyjnego podejścia do zachowania czynności układu sercowo-naczyniowego lub jej przywrócenia, które będzie wykraczało poza ograniczenia obecnych technik farmaceutycznych i stymulacji elektrycznej. U podstaw tej innowacyjnej strategii naprawy układu sercowo-naczyniowego leży optoceutyka, nowatorska technologia wykorzystująca bodźce optyczne do modulowania procesów biologicznych bez uciekania się do manipulacji genami.
Optoceutyki działają na poziomie komórek, tkanek i całych narządów, jednocześnie przezwyciężając długoterminowe obawy dotyczące bezpieczeństwa i odblokowując nowatorskie możliwości translacji w zakresie układu sercowo-naczyniowego. Projekt LION-HEARTED ma na celu wykorzystanie światła do bezpośredniego stymulowania potencjału regeneracyjnego rezydentnych komórek progenitorowych serca, kardiomiocytów i krążących komórek śródbłonka napływających do serca po urazie niedokrwiennym.
„Ponieważ komórki są w dużej mierze przezroczyste dla światła widzialnego, konieczne jest wykorzystanie materiałów fotoaktywnych jako przetworników, zdolnych do przekształcania informacji przenoszonych przez światło w modulację systemu biologicznego” — wyjaśnia koordynatorka projektu Maria Rosa Antognazza, badaczka z Istituto Italiano di Tecnologia w Mediolanie we Włoszech.
Podejście projektu LION-HEARTED
Technologiczny kamień węgielny projektu LION-HEARTED opiera się na biokompatybilnych polimerach skoniugowanych, które z natury są wrażliwe na światło widzialne, i zaprojektowanych tak, aby optycznie modulować aktywność zarówno komórek serca, jak i śródbłonka. Wyjątkowa zaleta tego rozwiązania polega na zdolności światła do celowania w te specyficzne subpopulacje komórek w sposób odwracalny i selektywny, co uruchamia w ten sposób biologiczne szlaki kluczowe dla naprawy serca.
„Podejście LION-HEARTED oferuje niezrównaną rozdzielczość przestrzenno-czasową, mniejszą inwazyjność i wyższą selektywność w porównaniu z tradycyjnymi metodami” — podkreśla Antognazza.
Projekt znacznie wykracza poza obecny stan wiedzy, łącząc po raz pierwszy stymulację optyczną i nanotechnologię w leczeniu chorób układu sercowo-naczyniowego.
Podróż przez postęp technologiczny
Zespół projektu LION-HEARTED osiągnął znaczące kamienie milowe w syntezie materiałów, walidując podejście zarówno in vitro, jak i in vivo przy użyciu modeli mysich i świńskich. Za pomocą cienkich warstewek materiałów fotoaktywnych z niezwykłą niezawodnością i skutecznością naukowcy wzmocnili angiogenezę. Warstewki te wykazały zdolność do optycznego kontrolowania aktywności kardiomiocytów i regulowania ich właściwości bicia.
Do zastosowań in vivo opracowano materiały do wstrzykiwania połączone z bezprzewodowo sterowanymi źródłami światła. Potwierdzono także ich biokompatybilność. Ich zastosowanie w modelach chorób świń przyniosło obiecujące wyniki.
Ogólnie rzecz biorąc, innowacyjne podejście LION-HEARTED niesie ze sobą ogromną nadzieję na przekształcenie terapii sercowo-naczyniowych i pozytywny wpływ na życie milionów osób dotkniętych niewydolnością serca. Co więcej, niedawny kryzys zdrowotny związany z COVID-19 podkreślił potencjalne znaczenie terapeutyczne projektu LION-HEARTED. COVID-19 pomimo tego, że jest głównie chorobą układu oddechowego, wykazuje objawy pozapłucne, a osoby z wcześniej współistniejącymi chorobami układu krążenia doświadczają bardziej niekorzystnych wyników klinicznych w przypadku zakażenia wirusem SARS-CoV-2.
Projekt LION-HEARTED jest w stanie odpowiedzieć na to zapotrzebowanie, a przyszłe wysiłki koncentrują się na inżynierii materiałowej i badaniu szerszego potencjału zastosowań w warunkach istotnych klinicznie.
Komentarze
[ z 0]