จุดเด่นอย่างหนึ่งของโรคอักเสบเช่นโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์โรคโครห์นและโรคสะเก็ดเงินคือการผลิตโปรตีนส่งสัญญาณที่เรียกว่าไซโตไคน์มากเกินไปซึ่งทำให้เกิดการอักเสบ ไซโตไคน์อักเสบที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งคือโปรตีนที่เรียกว่า TNF ปัจจุบันการรักษาที่ดีที่สุดสำหรับโรคเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการใช้แอนติบอดีที่ผลิตขึ้นซึ่งเรียกว่าโมโนโคลนอลแอนติบอดีซึ่งออกแบบมาเพื่อกำหนดเป้าหมายและทำลาย TNF และลดการอักเสบ

แม้ว่าโมโนโคลนอลแอนติบอดีช่วยให้สามารถรักษาโรคอักเสบได้ดีขึ้น แต่การบำบัดก็ไม่ได้ปราศจากข้อเสียซึ่งรวมถึงค่าใช้จ่ายที่สูงและความจำเป็นที่ผู้ป่วยต้องฉีดยาตัวเองเป็นประจำ ที่สำคัญที่สุดยายังมีประสิทธิภาพที่ไม่สม่ำเสมอเนื่องจากบางครั้งอาจไม่ได้ผลเลยหรือในที่สุดก็หยุดทำงานเนื่องจากร่างกายเรียนรู้ที่จะสร้างแอนติบอดีที่สามารถทำลายยาที่ผลิตได้

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้นักวิจัยได้สำรวจว่าภูมิคุ้มกันบำบัดสามารถช่วยสอนระบบภูมิคุ้มกันในการสร้างแอนติบอดีในการรักษาของตัวเองได้อย่างไรซึ่งสามารถ จำกัด การอักเสบโดยเฉพาะได้

“ เรากำลังมองหาวิธีใช้วัสดุนาโนเพื่อกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายให้กลายเป็นโรงงานผลิตแอนติบอดีต้านการอักเสบ” Joel Collier ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์จาก Duke University กล่าว "หากการรักษาเหล่านี้ประสบความสำเร็จผู้ป่วยจะต้องได้รับการบำบัดในปริมาณที่น้อยลงซึ่งจะช่วยปรับปรุงการปฏิบัติตามและความอดทนของผู้ป่วยได้ดีขึ้นซึ่งจะเป็นวิธีใหม่ในการรักษาโรคอักเสบ"

ในเอกสารฉบับใหม่ของพวกเขาซึ่งปรากฏทางออนไลน์ในการดำเนินการของ National Academy of Sciencesเมื่อวันที่ 5 เมษายน Collier และ Kelly Hainline นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในห้องปฏิบัติการ Collier อธิบายว่าวัสดุนาโนชนิดใหม่สามารถรวมตัวกันเป็นเส้นใยนาโนขนาดยาวที่มีโปรตีนพิเศษที่เรียกว่า C3dg. จากนั้นเส้นใยเหล่านี้สามารถกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน B-cells เพื่อสร้างแอนติบอดี

“ C3dg เป็นโปรตีนที่ปกติคุณจะพบในร่างกายของคุณ” Hainline กล่าว "โปรตีนช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและระบบภูมิคุ้มกันปรับตัวสื่อสารกันได้ดังนั้นจึงสามารถกระตุ้นเซลล์เม็ดเลือดขาวและแอนติบอดีที่เฉพาะเจาะจงเพื่อล้างเซลล์ที่เสียหายและทำลายแอนติเจน

เนื่องจากความสามารถของโปรตีนในการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ต่างๆในระบบภูมิคุ้มกันและกระตุ้นการสร้างแอนติบอดีโดยไม่ก่อให้เกิดการอักเสบนักวิจัยจึงได้สำรวจว่า C3dg สามารถใช้เป็นวัคซีนเสริมได้อย่างไรซึ่งเป็นโปรตีนที่สามารถช่วยเพิ่มการตอบสนองของภูมิคุ้มกันต่อ เป้าหมายหรือเชื้อโรคที่ต้องการ

ในวัสดุนาโนชนิดใหม่ Hainline และ Collier สามารถนำแนวคิดนี้ไปทดสอบได้โดยการทอชิ้นส่วนสำคัญของโปรตีน C3dg ที่มีส่วนประกอบของ TNF เป็นเส้นใยนาโน โปรตีน C3dg จะกระตุ้นให้เซลล์ B สร้างแอนติบอดีในขณะที่ส่วนประกอบ TNF จะให้พิมพ์เขียวของสิ่งที่แอนติบอดีต้องการเพื่อค้นหาและทำลาย

"เมื่อเคลลี่ประกอบโปรตีน C3dg และส่วนสำคัญของ TNF ลงในเส้นใยนาโนเหล่านี้เธอเห็นว่ามีการตอบสนองของเซลล์ B ที่แข็งแกร่งซึ่งหมายความว่ามีการผลิตแอนติบอดีที่กำหนดเป้าหมาย TNF เพิ่มขึ้น" Collier กล่าว "ในเมาส์รุ่นมาตรฐานของการอักเสบหนูพบการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิซึ่งอุณหภูมิภายในของมันจะลดลง แต่เมื่อ Kelly ส่งเส้นใยนาโน C3dg ให้เธอมันได้รับการปกป้องสูงและหนูไม่ได้รับการตอบสนองต่อการอักเสบ"

เมื่อทีมทดสอบวัสดุนาโนของพวกเขาในแบบจำลองหนูที่เป็นโรคสะเก็ดเงินพวกเขาพบว่าเส้นใยนาโนที่มี C3dg มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับการบำบัดด้วยโมโนโคลนอลแอนติบอดี และเนื่องจากปกติพบ C3dg ในร่างกายจึงไม่ถูกขับออกจากระบบโดยแอนติบอดีต่อต้านยา

หลังจากตรวจสอบแบบจำลองโรคสะเก็ดเงินแล้วทีมงานได้ค้นพบที่น่าประหลาดใจ - C3dg ไม่เพียงแค่กระตุ้นการผลิตแอนติบอดีในเซลล์ B เท่านั้น แต่ยังมีอิทธิพลต่อการตอบสนองของ T-cells

"เราสังเกตเห็นว่าเส้นใยนาโนที่มีเฉพาะส่วนประกอบ C3dg ที่ไม่มีส่วนประกอบ TNF ยังคงให้ประโยชน์ในการรักษาต่อแบบจำลองของเราซึ่งน่าแปลกใจ แต่ฉันคิดว่าการค้นพบที่สำคัญที่สุดคือการได้เห็นการตอบสนองของ T-cell ที่เป็นประโยชน์ซึ่งกระตุ้นโดยโปรตีนที่คุณ ตามธรรมชาติพบในร่างกายของคุณ "Hainline กล่าว "การตอบสนองแบบนั้นเคยเห็นมาก่อนกับโปรตีนอื่น ๆ แต่เราไม่เคยเห็นรายงานใด ๆ เกี่ยวกับผู้คนที่ใช้การตอบสนองดังกล่าวกับ C3dg"

สำหรับขั้นตอนต่อไปทีมงานหวังว่าจะได้สำรวจกลไกที่อยู่เบื้องหลังการกระตุ้น T-cell ที่เป็นประโยชน์นี้ต่อไป พวกเขาจะทำการทดลองเพิ่มเติมเพื่อสำรวจการตอบสนองต่อวัสดุนาโนที่คล้ายกันในแบบจำลองโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์

"เรายังคงเรียนรู้เกี่ยวกับการตอบสนองของ T-cell นี้และเรากำลังพยายามทำความเข้าใจว่ามันเกี่ยวข้องอย่างไร" Collier กล่าว "ท้ายที่สุดแล้วเราอยากจะดูว่า C3dg สามารถใช้เป็นส่วนประกอบสากลในการบำบัดอาการอักเสบหลาย ๆ แบบได้หรือไม่โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเราสามารถเปลี่ยนกลุ่ม TNF กับเป้าหมายที่แตกต่างกันได้งานนี้บ่งชี้อย่างชัดเจนว่าวัสดุนาโนที่เกี่ยวข้องกับ C3dg รับประกันการพัฒนาต่อไป เป็นภูมิคุ้มกันบำบัด "

บาคาร่า สมัครบาคาร่า