Ett tvärinstitutionellt forskarteam under ledning av LKS-fakulteten för medicin, University of Hong Kong (HKUMED), har utvecklat en ny cinnamaldehyd-baserad prodrug nanomedicin genom att använda cinnamaldehyd, en gemensam livsmedelstillägg, som ett antiinflammatoriskt medel.
Förläkemedlet bildar nanopartiklar som levererar de terapeutiska medlen exakt till de inflammerade platserna och erbjuder en lösning för behandling av inflammatoriska sjukdomar som reumatoid artrit (RA). Denna innovativa uppfinning tilldelades "guldmedaljen" vid den internationella utställningen av uppfinningar av Genève.
Forskningsresultaten publicerades i avancerade sjukvårdsmaterial och en patentansökan lämnades in baserat på detta arbete.
Inflammation är en biologisk självresponsmekanism för att skydda människokroppen från skada och infektion orsakad av skadliga stimuli. Generellt sett kan ett inflammatoriskt svar hjälpa kroppen i självförsvar och reparation. Dysreglerade inflammatoriska svar kan emellertid leda till utveckling av olika inflammatoriska sjukdomar, såsom RA och inflammatorisk tarmsjukdom.
Den primära orsaken till dessa förhållanden innebär att man lossnar endotelkorsningar, vilket möjliggör rekrytering och infiltration av inflammatorisk cell i inflammerad vävnad. Därefter främjar aktiverade inflammatoriska celler överproduktionen av olika pro-inflammatoriska cytokiner, som är ansvariga för initiering och utveckling av inflammatoriska lesioner.
Därför är undertrycket av överdrivet pro-inflammatoriska cytokiner avgörande för förebyggande, lindring och behandling av olika inflammatoriska sjukdomar.
RA är en vanlig kronisk inflammatorisk störning orsakad av ett dysreglerat immunsvar, som påverkar 0. 5–1% av världens befolkning. Enligt Hong Kong Arthritis & Rheumatism Foundation Limited är RA en vanlig reumatologisk sjukdom i Hong Kong, och RA -patienter upplever ofta olika ledvärk, kontinuerlig benerosion och deformitet i hela deras kroppar.
När sjukdomen fortskrider, försämrar ledningarna avsevärt deras förmåga att fungera, vilket orsakar irreversibel skada på deras hälsa och livskvalitet.
De nuvarande behandlingsstrategierna för inflammatoriska sjukdomar involverar främst användning av antiinflammatoriska mediciner, inklusive icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel, steroider och biologiska medel.
I allvarliga fall kan kirurgisk ingripande krävas som en tilläggsterapi. Trots anmärkningsvärda framsteg inom antiinflammation och lättnad av kliniska symtom har den nuvarande behandlingsmetoden begränsats av otillräcklig terapeutisk effekt och ogynnsamma systemiska biverkningar på grund av bristen på målförmåga, dålig stabilitet och låg vattenlöslighet. Därför är behandling av inflammatoriska sjukdomar en betydande utmaning.
Forskningsteamet har utvecklat ett nytt prodrug-nanosystem med det FDA-godkända livsmedelsmedlat cinnamaldehyd för att behandla inflammatoriska sjukdomar. Genom kemisk modifiering förvandlade forskarteamet Cinnamaldehyd till en reaktiv syre-arter-responsiv polymerprodrug som kan självmontera till nanopartiklar.
I experiment på två musmodeller med RA och ulcerös kolit fann forskarna att dessa nanopartiklar effektivt samlades på inflammerade platser för mössen genom intravenös injektion.
De ackumulerade nanopartiklarna släppte cinnamaldehyd som svar på höga koncentrationer av reaktiva syrearter vid de inflammerade platserna, vilket lindrade utvecklingen av inflammation genom att hämma överproduktionen av pro-inflammatoriska cytokiner.
Resultaten från musmodellstudierna visade att cinnamaldehydprodrug -nanomedicin kan levereras exakt till de inflammerade platserna och släpper ut dess terapeutiska effekter utan att orsaka skador på andra normala vävnader.
Professor Wang Weiping, docent i Dr. Li Dak-Sum Research Center och avdelningen för farmakologi och apotek, HKUMED, och forskningsmedlemmen i State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, HKU, som ledde forskningsprojektet, påpekade att denna teknik har tre stora fördelar.
"Först förvandlade teamet Cinnamaldehyd till en prodrugform genom kemisk modifiering, vilket effektivt kan förbättra läkemedlets löslighet och stabilitet, vilket gör det lättare för kroppen att absorbera och upprätthålla sin aktivitet," förklarade han.
"För det andra ökar läkemedlet i en nanopartikelform ansamlingen av läkemedlet på inflammationsplatsen, undviker snabb metabolism av läkemedlet och förbättrar dess terapeutiska effekt.
"För det tredje kan reaktiva syrearter på det inflammerade stället aktivera läkemedlet för att utöva dess effekter i det drabbade området. Cinnamaldehydprodrug har en bättre terapeutisk effekt än traditionella läkemedel, vilket ger en banbrytande strategi för riktad läkemedelsleverans vid behandling av inflammatoriska sjukdomar."
Professor Wang och hans team arbetar för närvarande med att utveckla en oral doseringsform av cinnamaldehydförläkare för att hjälpa patienter att enkelt följa sin läkares instruktioner för medicinering och främja framtida klinisk översättning.