Американские исследователи разработали биоинженерные экзосомы – микроскопические внеклеточные везикулы, – содержащие ингибитор NF-κB. Эффективность данного подхода была проверена на мышах. Такой способ доставки лекарственного средства позволил уменьшить перемещение иммунных клеток плода, снизить вероятность воспаления и, как следствие, предотвратить преждевременные роды.
Преждевременные роды, наступающие до 37 полных недель беременности, ежегодно затрагивают приблизительно 15 миллионов женщин. По данным Всемирной организации здравоохранения, около миллиона детей, родившихся преждевременно, умирают впоследствии из-за возникших осложнений. Кроме того, многие из выживших сталкиваются с инвалидностью, проблемами со зрением и слухом, а также испытывают трудности в процессе обучения. Для предотвращения преждевременных родов часто требуется регулярное наблюдение у акушера-гинеколога и оценка состояния плода, отказ будущей матери от вредных привычек, включая курение, употребление алкоголя и наркотиков, а также, в некоторых случаях, назначение стероидных препаратов до родов.
Во время беременности эндокринные, гормональные и иммунные системы поддерживают стабильное состояние. Нарушение согласованной работы различных внутриутробных структур плода и матери приводит к изменениям, связанным с родами. Внутриутробное воспаление, являющееся следствием дисбаланса в матке, играет важную роль в процессе родов: оно проявляется в виде проникновения и активации иммунных клеток в ткани плода и матки беременной женщины, а также в повышении концентрации провоспалительных цитокинов и хемокинов, регулируемых провоспалительным фактором транскрипции NF-κB, и снижении уровня противовоспалительных цитокинов и хемокинов.
Воспалительные процессы активизируются эндокринными и паракринными медиаторами после завершения созревания плода. Нарушение иммунного гомеостаза и воспаление, вызванные инфекцией или другими факторами риска, могут спровоцировать преждевременные роды. В большинстве случаев они связаны с внутриутробными инфекциями, которые преодолевают иммунную толерантность и запускают воспалительный ответ: клетки плода, включая клетки плода с патологией, способны проникать в ткани матери в период беременности. И новое исследование медиков из Техасского университета, опубликованное в журнале Science Advances, подтвердило это.
В рамках исследования авторы рассмотрели ряд ключевых гипотез, касающихся связи здоровья матери и здоровья её будущего ребёнка. Они отмечают, что более глубокое понимание роли иммунных клеток плода в родах позволит создать эффективные методы лечения, направленные на уменьшение воспалительных процессов и сокращение числа преждевременных родов.
Первоначально требовалось установить, что клетки плода, особенно иммунные, перемещаются по телу матери к тканям ее матки, что может спровоцировать воспаление и ускорить роды. Для этого самок мышей скрещивали с самцами, прошедшими генетическую модификацию — им вводили красный флуоресцентный краситель, который обеспечивал окрашивание клеток развивающегося плода в красный цвет, что позволяло легко наблюдать за их миграцией в организме матери. Кроме того, исследователи создали методику, позволяющую идентифицировать иммунные клетки плода, проникающие в ткани матери.
После этого, применяя экзосомы — микроскопические внеклеточные везикулы, размеры которых варьируются от 30 до 100 нанометров и которые выделяются клетками тканей и органов в межклеточное пространство, для доставки белка посредством оптически обратимого белкового взаимодействия, ученые из США, совместно с южнокорейской компанией ILIAS Biologics, Inc., разработали экзосомы, содержащие противовоспалительное средство — ингибитор NF-κB, получивший название суперпрессор IκB. Дальнейшим этапом стало изучение возможности доставки ингибитора NF-kB из крови матери к плоду при помощи экзосом.
«Экзосомы – это природные наночастицы или везикулы, которые в огромном количестве постоянно присутствуют в нашем организме. По словам доктора Рамкумара Менона, одного из авторов исследования, при биоинженерии экзосом, лекарственные препараты помещаются внутрь них, после чего они вводятся в организм посредством внутривенной инфузии. Затем они перемещаются по кровеносной системе, проникают через плацентарный барьер и достигают плода, обеспечивая его лекарственной помощью.
Выяснилось, что экзосомы успешно осуществляли доставку лекарственного препарата к плоду (введение проводилось на 15-й день беременности), что позволило не только уменьшить миграцию иммунных клеток плода и повысить его жизнеспособность, но и снизить вероятность развития воспаления. Кроме того, наблюдалось снижение концентрации интерлейкина-6 и интерлейкина-10 в плазме матери, что привело к переносу родов у самок мышей на 24 часа позже (учитывая, что общая продолжительность беременности у этих животных составляет от 17 до 24 дней). Безусловно, для подтверждения полученных лабораторных данных требуются дополнительные исследования, включая клинические испытания, проводимые на людях.
«За последние десятилетия частота преждевременных родов не уменьшилась, однако наша технология, основанная на биоинженерных экзосомах, может открыть новые возможности для доставки лекарственных препаратов и помочь в борьбе с воспалением у плода», — заявил Менон. Также, этот инновационный подход может быть использован для коррекции других нежелательных осложнений беременности.