Nanopartikel wackeln durch Schleim Vorhersagen kann, schwere COPD

In einer proof-of-concept-experiment, Forscher an der Johns Hopkins Medicine sagen, Sie haben erfolgreich die mikroskopische Menschen gemacht Teilchen zur Vorhersage der schwere von Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) durch die Messung, wie schnell sich die Partikel bewegen sich durch Schleim-Proben. Die Technik, sagen die Forscher, könnten schließlich helfen, die ärzte mehr zu liefern wirksame Behandlungen früher.

„Wenn weitere Studien zur Verifizierung unserer Ergebnisse, die Nanopartikel herstellen konnte, welche früh von Patienten mit COPD wahrscheinlicher sind, benötigen intensivere Interventionen zu vermeiden, die negativen Ergebnisse“, sagt Enid Neptun, M. D., associate professor für Medizin an der Johns Hopkins University School of Medicine, die eine Partnerschaft mit Justin Hanes, Ph. D., und Soo Jung Suk, Ph. D., vom Center für Nanomedizin am Wilmer Eye Institute an der Johns Hopkins.

Ein Bericht über die Forschung veröffentlicht wurde. Aug. 1 in der European Respiratory Journal.

Gemäß der Welt-Gesundheits-Organisation, 65 Millionen Menschen an mittelschwerer bis schwerer COPD, die machen es die fünfte führende Ursache des Todes weltweit. Im Zusammenhang mit Rauchen und Umweltverschmutzung, COPD beschreibt eine Gruppe von unheilbaren, chronisch-entzündlichen, Lungen-schädigenden Prozesse gekennzeichnet durch Husten, Atemnot und übermäßige Produktion von Spucke und Schleim. Derzeit ist die beste Diagnose-tool für die COPD ist die Spirometrie, die misst, wie tief eine person bewegen kann Luft durch Ihre Lungen nach einem tiefen Atemzug.

„Spirometrie-gibt uns ein gutes Bild von einer person die aktuelle Lungenfunktion, aber sagt uns sehr wenig über Ihre Erkrankung Fortschritt,“ sagt Neptun, weshalb die Suche nach einem prädiktiven biomarker ist so wichtig.

Auf der Suche nach einer, die research-team konzentriert sich auf Schleim, der schleimige Gleitmittel abgesondert von Gewebe, die Atemwege, Darm und anderen Körper-Passagen, bilden schützende Schranken und—in der Lunge, Aufräumen potenziell schädliche Partikel eingeatmet mit der Luft, die wir atmen. Schleim hat eine Struktur ähnlich wie ein mit Wasser gefüllter Schwamm, mit vielen kleinen miteinander verbundenen Poren.

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Hanes und Suk hatte zuvor entwickelt Nanopartikel, die nicht stick, um den Schleim und entdeckt, dass diese „muco-inert“ – Partikel waren in der Lage, die Navigation durch das Labyrinth von Schleim Poren abdecken der Atemwege. „Die Verbreitung von muco-inert-Partikel in den Atemwegen Schleim ist primär behindert durch den Schleim“ – Struktur, und damit den Schleim Porengröße kann geschätzt werden, basierend auf, wie schnell sich die Partikel bewegen sich innerhalb der Schleim-Proben, die von Patienten“, sagt Suk.

„Das suggeriert uns, dass die Struktur der Schleim in den Leuten mit COPD kann unterschiedlich sein und beeinflussen die Art, Fremdkörper oder sogar Krankheitserreger bewegen“, sagt Neptun.

Um dies zu testen, haben die Forscher weiter gesammelt Schleim-Proben aus 33 Patienten waren aktive oder ehemalige Raucher: Sieben der Raucher hatte keine Geschichte von COPD, 18 hatte leichter bis mittelschwerer COPD, und acht hatten eine schwere COPD, wie bestimmt durch Lungen-Funktion.

Das team fügte dann hinzu Nanopartikel, gekennzeichnet mit einem fluoreszierenden marker, konnte zurückverfolgt werden, die durch eine hochempfindliche Kamera in den Schleim und beobachtete Ihre Bewegung, gerade für die Geschwindigkeit, mit der die Nanopartikel diffundiert durch die Probe.

Die Forscher fanden heraus, dass im Schleim gesammelt von Patienten mit COPD, die Nanopartikel bewegt sich deutlich langsamer im Vergleich zu den Patienten ohne COPD, was darauf hinweist, dass der Schleim hatte eine eingeschränkte Struktur, die härter ist für die Nanopartikel zu navigieren. Der Effekt war noch ausgeprägter, wenn man die Nanopartikel Verhalten in Schleim-Proben von Patienten mit schwerer COPD, was darauf hinweist, dass die Porengröße innerhalb der Schleim schrumpft wie COPD fortschreitet.

„Wenn diese eingeschränkt Struktur Auswirkungen auf die Fähigkeit der Immunzellen zu engagieren, die Krankheitserreger in der Lunge, es könnte möglicherweise dienen als Indikator für COPD-Fackeln, einen kritischen Risikofaktor bei COPD-progression“, sagt Neptun.