Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали покрытые клеточной мембраной наночастицы, позволяющие доставлять лекарства к эндотелиальным клеткам в очаге воспаления. Известно, что одной из общих характеристик эндотелиальных клеток при воспалении является повышение экспрессии молекулы клеточной адгезии VCAM-1, являющейся лигандом для интегрина VLA-4, который локализуется на клеточной поверхности иммунных клеток разных типов. Сначала авторы получили клеточную линию - источник клеточных мембран, содержащих VLA-4. Для этого в клеточной линии C1498 был экспрессирован интегрин альфа-4, который совместно с исходно синтезирующимся в данных клетках интегрином бета-1 образовывал полноценный гетеродимер VLA4. Клеточные мембраны были получены путем лизиса и дифференциального центрифугирования. После этого из полимера PLGA  были собраны содержащие дексаметазон наночастицы, покрытые полученными клеточными мембранами. Частицы продемонстрировали свою аффинность к VCAM-1, активно связываясь in vitro с клетками, экспрессирующими данный белок искусственно либо под воздействием провоспалительного агента – липополисахарида (ЛПС). Наночастицы, равно как и свободный дексаметазон, активно подавляли секрецию интерлейкина-6 (ИЛ-6) при обработке дендритных клеток, стимулированных ЛПС.

Далее авторы исследовали свойства полученных наночастиц in vivo на модели пневмонии у мышей, для воспроизведения которой животным внутритрахейно вводился ЛПС. По уровню ИЛ-6 в легочной ткани было показано, что наночастицы полностью подавляли воспаление, в то время как свободный дексаметазон и наночастицы, не содержащие VLA-4, не оказывали значимого эффекта. Гистологический анализ подтвердил способность наночастиц противодействовать привлечению лейкоцитов и утолщению стенок бронхов, ассоциированному с воспалением. Уровень креатинина (маркер почечной токсичности) в плазме при в введении наночастиц не повышался, в то время как свободный дексаметазон индуцировал повышение уровня креатинина. Спустя 6 часов основная часть флуоресцентно меченых наночастиц детектировалась в печени и селезенке, однако было отмечено значительное повышение количества наночастиц в легких по сравнению с наночастицами, не содержащими VLA-4.

Проведенная работа демонстрирует перспективность систем адресной доставки на основе наночастиц, покрытых клеточными мембранами. Интересно, что для дексаметазона ранее была показана эффективность при борьбе с воспалением, ассоциированным с COVID-19, что позволяет прогнозировать улучшение терапевтических свойств этого лекарства при его адресной доставке в легкие.