Comment la nanomédecine révolutionne la prise en charge des maladies cardiovasculaires

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de décès dans le monde et, par conséquent, représentent un défi important pour les patients, les cliniciens et les chercheurs. Les maladies cardiovasculaires englobent plusieurs maladies qui affectent le cœur, les vaisseaux sanguins et le sang.

La nanomédecine est un domaine passionnant qui vise à améliorer les résultats pour les patients grâce à des traitements transformateurs, des agents d’imagerie et ex vivo diagnostics Dans une étude récente publiée dans la revue Nature Recherche cardiovasculaireles chercheurs examinent les progrès récents dans les options de traitement nanomédical pour les maladies cardiovasculaires.

Étude: Nanomédicaments pour les maladies cardiovasculaires. Crédit d’image : hywards/Shutterstock.com

Nanoimmunothérapie cardiovasculaire

L’immunothérapie anticancéreuse a considérablement progressé; cependant, l’immunothérapie CVD reste à ses débuts. Cibler le système immunitaire inné peut comporter des risques importants, notamment la compromission des défenses naturelles et un risque accru d’infection et de septicémie.

Plusieurs nanothérapies ont été créées pour cibler spécifiquement les macrophages phagocytaires et les monocytes inflammatoires (iMos) connus pour leur capacité à absorber les nanomatériaux et à contribuer par la suite au développement de l’inflammation et de la maladie. Ces cellules peuvent également initier des réponses immunitaires, surveiller l’immunité entraînée et migrer naturellement vers des zones d’inflammation telles que les plaques d’athérosclérose.

Les nanomatériaux ont le potentiel d’offrir des thérapies capables d’inhiber la prolifération et le trafic des macrophages et des monocytes, d’activer et de polariser les lymphocytes T auxiliaires, de déclencher l’efflux de cholestérol et d’améliorer l’apoptose. Pris ensemble, ces processus peuvent aider à faciliter la résolution anti-inflammatoire des plaques d’athérosclérose, ainsi que les facteurs physiologiques associés à d’autres maladies cardiovasculaires.

Plusieurs études ont utilisé des ligands ciblant les myéloïdes ou la phagocytose cellulaire pour cibler sélectivement les nanomatériaux et augmenter la sensibilité pour finalement limiter les effets potentiellement négatifs de ces agents. Des bibliothèques de nanomatériaux peuvent également être consultées en direct améliorer la sélectivité des cellules immunitaires.

nanoimagerie

Divers types de nanomatériaux, notamment des nanomatériaux magnétiques, acoustiques, optiques et nucléaires, sont utilisés dans la nanoimagerie CVD préclinique, en particulier pour la détection de l’athérosclérose. Les nanomatériaux peuvent créer un contraste de signal qui correspond à leur modalité d’imagerie apparentée. Par exemple, les nanomatériaux d’oxyde de fer magnétique sont utilisés pour l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et l’imagerie de perfusion myocardique (MPI), tandis que les nanomatériaux d’or peuvent être utilisés pour l’imagerie par tomodensitométrie (CT).

Les nanomatériaux ont des cibles moléculaires limitées associées à la pathogenèse des maladies cardiovasculaires par rapport aux tissus normaux en raison d’un nombre réduit de mécanismes moléculaires impliqués dans les maladies cardiovasculaires. Cependant, l’imagerie CVD peut être utilisée pour identifier une prévalence élevée dans diverses populations lorsqu’une cible d’imagerie efficace est détectée, contrairement au cancer qui peut ne pas avoir le même niveau de prévalence.

ex vivo diagnostic

Les nanomatériaux peuvent améliorer la détection des biomarqueurs cellulaires et moléculaires associés aux CVD, tels que les troponines et la protéine C-réactive (CRP), en utilisant leurs propriétés physicochimiques et magnétiques pour amplifier les signaux et augmenter la sensibilité lors de l’imagerie. De plus, les nanomatériaux peuvent améliorer le signal CRP en modulant diverses propriétés, telles que les caractéristiques électriques, optiques, électrochimiques et chimiluminescentes.

La plasmonique multiplexable peut être utilisée pour estimer les auto-anticorps sanguins associés à l’hypertension et à la microalbuminurie dans l’urine, ce qui peut indiquer un dysfonctionnement endothélial ou vasculaire. Les nanomatériaux métalliques et les points quantiques ont été utilisés dans des méthodes électrochimiques pour détecter des biomarqueurs cardiaques tels que la troponine, la CRP, la créatine kinase et la myoglobine. Ces méthodes comprennent la voltamétrie, l’ampérométrie et la spectroscopie d’impédance pour détecter les analytes par transfert direct d’électrons.

Les évaluations des biopsies radiologiques, liquidiennes et pathologiques sont souvent séparées dans la pratique clinique, ce qui peut entraîner une intégration inadéquate et des options de traitement sous-optimales. En conséquence, la pleine valeur des multiples tests utilisés dans le dépistage, le diagnostic, l’optimisation de la dose thérapeutique, la stratification des patients et l’évaluation de la réponse au traitement peut ne pas être pleinement atteinte.

L’intelligence artificielle (IA) pourrait être utilisée pour identifier à la fois en direct et ex vivo des biomarqueurs qui reflètent un état pathologique spécifique, déterminent la thérapie ou la combinaison de thérapies la plus efficace et interprètent les résultats des réponses thérapeutiques, même parmi diverses sous-populations de patients.

Les nanomatériaux peuvent améliorer le multiplexage pour ex vivo diagnostic et en direct images moléculaires multicolores. Cela peut améliorer la précision et la sensibilité de ces processus sans augmenter de manière significative le temps ou les coûts associés. De telles approches peuvent également aider les chercheurs à sélectionner les meilleurs ensembles de biomarqueurs à dépister en utilisant de nouvelles méthodes de nanodiagnostic de manière standardisée.