Stenty sercowo-naczyniowe wykorzystujące przeciwciała
Statystyki dotyczące choroby wieńcowej są zatrważające: dwa miliony zgonów rocznie w samej Europie, ponowna hospitalizacja 30% pacjentów w ciągu roku i całkowite koszty ponoszone rocznie przez unijną gospodarkę sięgające 192 miliardów euro. Chociaż angioplastyka pozwala utrzymać przepływ krwi i zapobiega ponownemu zwężeniu naczynia tętniczego, zespół uczestniczący w projekcie EPICSTENT uważa, że stosowane obecnie niepowlekane stenty metalowe (BMS) i stenty uwalniające leki (DES) można udoskonalić w drodze współpracy ekspertów z całej Europy. „Bardzo często zdarza się, że specjaliści w dziedzinie materiałoznawstwa, inżynierii materiałowej i materiałów stosowanych w medycynie pracują w odosobnieniu, aby znaleźć odpowiedź na problemy, które można by skuteczniej rozwiązać wspólnymi siłami. Projekt pozwolił nam wyeliminować niektóre z powstałych w ten sposób luk. Zebraliśmy znakomitą grupę badaczy posiadających synergistyczną wiedzę z dziedziny materiałoznawstwa, inżynierii białkowej, kardiologii interwencyjnej i produkcji” – wyjaśnia dr Gerard Wall, dyrektor Wydziału Mikrobiologii na Narodowym Uniwersytecie Irlandii w Galway i koordynator projektu EPICSTENT. Łącznie 16 naukowców odbyło szkolenia w zakresie nowoczesnych technik stosowanych w inżynierii białkowej, badaniach materiałowych oraz produkcji i analizie wyrobów medycznych. Oprócz promowania wymiany wiedzy i wykształcenia nowej grupy wyspecjalizowanych badaczy celem projektu było opracowanie prototypu biomimetycznego stentu sercowo-naczyniowego. Zespół rozpoczął prace od sklonowania rekombinowanych antygenów eksponowanych na powierzchni komórek śródbłonka lub komórek prekursorowych śródbłonka i dokonania ich ekspresji w pałeczce okrężnicy – bakterii powszechnie występującej w jelicie grubym. Oczyszczone białka zostały następnie użyte do wyizolowania jednołańcuchowych fragmentów przeciwciał o zmiennych regionach (scFv), które wiążą komórki śródbłonka, z biblioteki fragmentów ludzkich przeciwciał. Po przeprowadzonej klasyfikacji fragmentów scFv na podstawie pokrewieństwa w tych najbardziej obiecujących umieszczono polisacharyd umożliwiający im tworzenie ukierunkowanych wiązań kowalencyjnych z powlekanymi TiO2 materiałami wykorzystywanymi do produkcji stentów. Dr Wall zaznacza, że wybór stentów sercowo-naczyniowych jako przedmiotu prowadzonych badań był oczywisty w obliczu ograniczeń związanych ze stosowanymi obecnie technologiami oraz połączonej wiedzy i umiejętności zespołu projektowego, które mogły pomóc pokonać wspomniane przeszkody. „W opracowanym przez nas biofunkcjonalizowanym stencie zastosowaliśmy ludzkie przeciwciała, aby uniknąć potencjalnych problemów wynikających z immunogeniczności. Ponadto zmodyfikowaliśmy zarówno same przeciwciała, jak i powierzchnię stentu, aby zapewnić bardziej stabilne, długoterminowe wiązania między nimi i skuteczniej wychwytywać komórki docelowe” – wyjaśnia. W testach in vitro nie stwierdzono cytotoksyczności. Zespół opracował również techniki sterylizacji biofunkcjonalizowanych stentów. Wyprodukowano stenty komercyjne, a następnie w procesie powlekania umieszczono na nich przeciwciała, aby uskutecznić proces wychwytywania komórek oraz zmniejszyć ryzyko występowania zakrzepicy in vivo. Powstały w ten sposób prototyp stentu może udoskonalić istniejące najlepsze praktyki kliniczne. „Naszym celem jest ukończenie procesu rozwijania produktu i wprowadzenie go na rynek” – z entuzjazmem opowiada dr Wall. „Oczekujemy, że u części pacjentów cierpiących na chorobę wieńcową pozwoli to osiągnąć lepszy efekt kliniczny poprzez redukcję zwężenia, co będzie wiązało się z rzadszą koniecznością ponownej hospitalizacji i bardziej zadowalającymi rezultatami leczenia”. Mimo że projekt dobiegł już końca, partnerzy kontynuują prowadzone badania, aby opracować i przeprowadzić walidację produktu do użytku klinicznego. Dr Wall zapowiada, że już wkrótce przeprowadzone zostaną testy na zwierzętach będące kolejnym krokiem w kierunku badań z udziałem pacjentów.
Słowa kluczowe
EPICSTENT, stent sercowo-naczyniowy, przeciwciała, angioplastyka, prototyp stentu, CAD, choroba wieńcowa
