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Il corpo umano è come una macchina sofisticata, con vari organi che funzionano ogni giorno per mantenere le attività della vita quotidiana. Ma a volte, proprio quando le parti di una macchina si rompono, si verificano continuamente danni agli organi. Secondo i dati diffusi dall’Organizzazione Mondiale della Sanità, il numero di persone che muoiono ogni anno direttamente o indirettamente per danni agli organi rappresenta oltre il 50% del totale dei decessi in tutto il mondo.

Il danno d'organo è un problema comune in vari dipartimenti clinici. In assenza di metodi/farmaci efficaci per il trattamento clinico del danno d'organo, "vorremmo proporre l'uso della nanotecnologia per sviluppare alcuni nuovi nanomedicinali con funzioni uniche per riparare efficacemente gli organi danneggiati". Dalong, professore all'ospedale Ruijin affiliato alla Scuola di Medicina dell'Università Jiao Tong di Shanghai, ha detto a Shanghai Science and Technology.

"L'anno scorso sono stato profondamente onorato di riassumere per la prima volta i risultati della mia ricerca nel concetto di 'nano-medicina riparativa', e sono stato onorato di essere l'unico ricercatore di biomateriali pluripremiato in quella sessione", ha affermato Ni Dalong selezionato per il 2023TR35 (Asia-Pacifico) è sia un premio che un nuovo punto di partenza per il suo lavoro di ricerca scientifica. "Continuerò la ricerca approfondita e lo sviluppo di materiali per la riparazione dei danni agli organi e di strategie innovative. Lo prenderò come un'opportunità per rifiutarmi di riposare sugli allori, continuare a superare me stesso e trasformare la pressione portata da questo onore nella forza trainante del progresso." ”

01. Per la prima volta vengono fornite strategie innovative per la riparazione di lesioni multiorgano.

Danni agli organi, come lesioni acute del fegato/reni, malattie delle ossa e delle articolazioni, malattie ischemiche cardiovascolari e cerebrovascolari, ecc., di solito danneggiano gravemente le normali funzioni del corpo e minacciano persino la vita. Ni Dalong ha affermato che nella diagnosi e nel trattamento clinici, il danno d'organo viene solitamente diagnosticato dopo la comparsa dei sintomi. Una volta diagnosticata, le attuali opzioni di trattamento clinico consistono solitamente nella rimozione dei fattori causali (come il danno agli organi causato dalla chemioterapia) e nella fornitura di cure di supporto agli organi.

"Se potessimo utilizzare nanosonde/farmaci con funzioni diagnostiche per rilevare e intervenire attivamente negli organi danneggiati nelle prime fasi del danno, potrebbe essere possibile invertire il danno e ottenere la riparazione completa degli organi."In assenza di metodi/farmaci efficaci per il trattamento clinico del danno d'organo, la ricerca di Ni Dalong mostra che la medicina nano-riparativa può ottenere una riparazione specifica del danno d'organo e ha un grande potenziale nella pratica clinica.

Ni Dalong ha proposto per primo il campo concettuale della medicina nano-riparativa, fornendo strategie innovative per la riparazione di varie lesioni d'organo. "Vogliamo intervenire attivamente nelle prime fasi del danno d'organo, o prevenire il peggioramento del danno d'organo nella fase intermedia e avanzata. Data la natura rigenerativa di molti organi, consideriamo l'utilizzo di nanomedicinali per regolare il microambiente fisiologico dell'omeostasi del danno d'organo, compreso Regolazione dell’omeostasi fisico-chimica, regolazione dell’omeostasi metabolica e regolazione dell’omeostasi immunitaria, al fine di preservare al massimo la funzione dell’organo e persino invertire il danno.

L’innovazione nasconde anche sfide. Come conciliare innovazione e praticità dei materiali?

È senza dubbio una sfida sviluppare nanomedicinali innovativi in ​​grado di riparare specificamente i danni agli organi e che prima non esistevano. La sintesi e la preparazione di molti nanomedicinali segnalati sono complesse, il che ne limita la praticità e il potenziale di traduzione clinica."La sfida più grande nella nostra ricerca è trovare nanomedicinali facili da preparare, che possano essere prodotti in serie, che soddisfino le esigenze cliniche e che siano altamente innovativi".

"Attualmente la nostra ricerca potrebbe concentrarsi maggiormente sull'innovazione, in base alle effettive esigenze cliniche del danno d'organo." Ni Dalong sta promuovendo attivamente la trasformazione clinica nei reparti clinici e nelle aziende farmaceutiche dell'Ospedale Ruijin, sperando di ottenere quanto prima una riparazione efficiente del danno d'organo. possibile, a beneficio dei pazienti clinici.

02. “Utilizzo delle nanomedicine come mezzo per rispondere a domande cliniche”

“Utilizziamo principalmente le nanomedicine per rispondere o risolvere problemi clinici attraverso la comunicazione attiva con medici di vari dipartimenti clinici, concentrandoci sulle difficoltà cliniche e sui punti critici”.

Ni Dalong collabora attivamente a stretto contatto con i medici per condurre ricerche basate sulle esigenze cliniche. Ad esempio, la regolazione dell’omeostasi fisica e chimica degli organi (omeostasi redox, omeostasi dell’equilibrio acido-base) per riparare danni acuti al fegato/reni/polmoni, la regolazione dell’omeostasi metabolica per il trattamento dell’osteoartrite, la regolazione dell’omeostasi immunitaria per il trattamento dell’osteoporosi, ecc.

"La nanomedicina ideale dovrebbe essere universale." Ni Dalong spera che la nuova nanomedicina sviluppata dal team possa riparare le caratteristiche fisiopatologiche comuni di fegato, reni e altri organi, rompere i confini tra i dipartimenti clinici e ottenere effetti di riparazione universali. "Allo stesso tempo, può anche fornire diagnosi e piani di trattamento "su misura" per pazienti con lesioni multiorgano complesse per ottenere riparazioni personalizzate e soddisfare le esigenze specifiche dei pazienti."

Quello che segue è il dialogo scientifico e tecnologico di Shanghai con Ni Dalong:

@上海科技

Quali pensi siano le potenzialità o i limiti delle nanomedicine nella riparazione dei danni agli organi?

@倪大龙

Un vantaggio della nanomedicina è che può subire modifiche funzionali specifiche, compreso il controllo delle dimensioni e della morfologia, la modificazione della superficie, ecc. Le nanomedicine possono essere modificate in base alle esigenze di riparazione di diverse lesioni d'organo.

Ad esempio, possiamo ottenere una riparazione organo-specifica regolando la dimensione delle particelle di nanomedicina. Ad esempio, le nanoparticelle con una dimensione di circa 10-100 nanometri si accumuleranno nel fegato e potranno essere utilizzate per riparare specificamente i danni al fegato. Quando la dimensione dei nanomedicinali viene ridotta a 1-2 nanometri, i nanomedicinali vengono metabolizzati attraverso i reni e sono più adatti per riparare le lesioni renali acute.

@上海科技

A che punto della ricerca ci troviamo adesso?

@倪大龙

Non abbiamo ancora raggiunto la fase di applicazione clinica. Al momento stiamo principalmente sintetizzando nanomedicinali con funzioni speciali basate sulle esigenze cliniche e verificando se hanno l’effetto riparatore atteso nel danno d’organo attraverso rilevanti esperimenti cellulari ed esperimenti su animali. Allo stesso tempo, abbiamo anche sviluppato nanomedicine facili da sintetizzare e tradurre clinicamente, che hanno mostrato eccellenti effetti terapeutici nel danno polmonare e nella malattia infiammatoria intestinale. La nanomedicina è attualmente in fase di valutazione della sicurezza e non vediamo l’ora di avviare gli studi clinici il prima possibile.

@上海科技

Hai mai avuto esperienza nel porre domande durante il processo di ricerca scientifica e cosa hai imparato da ciò?

@倪大龙

Dopo il ritorno in Cina, io e i medici abbiamo condotto uno screening genetico e scoperto alcuni geni che sono specificatamente espressi nei pazienti affetti da osteoartrosi. Chiedo ai medici: la sovraregolazione di questi geni è utile o dannosa?

Nemmeno i medici ne erano sicuri, quindi abbiamo deciso di studiarlo attraverso la tecnologia transgenica. Abbiamo eliminato questi geni e osservato che i topi privi di questi geni erano più suscettibili alle malattie delle ossa e delle articolazioni e presentavano danni più gravi, indicando che la sovraregolazione di questi geni serve a proteggere ossa e articolazioni ed evitare il peggioramento della malattia.

Dopo aver risposto a questa domanda, abbiamo ulteriormente pensato, poiché i geni sovraregolati sono benefici, se possiamo usare nanomedicinali con proprietà antinfiammatorie per trasportare questi geni benefici per ottenere una regolazione congiunta dell’omeostasi fisica e chimica e dell’omeostasi metabolica per riparare l’infiammazione delle ossa e delle articolazioni. Dopo la pubblicazione del lavoro in questione, il redattore capo di una delle principali riviste nel campo delle malattie delle ossa e delle articolazioni ha realizzato una revisione speciale (Nat. Rev. Rheumatol., 2023, 19,537-539), che ha affermato il nostro lavoro di ricerca .

È stata questa domanda sollevata nella comunicazione con i medici che ci ha ispirato a basare la nostra ricerca su problemi clinici e orientarci alle esigenze cliniche, e alla fine abbiamo ottenuto una serie di riparazioni di danni d'organo, inclusa la riparazione di danni acuti al fegato/rene/polmone (Adv. Mater 2019/2022), malattia infiammatoria intestinale (Sci. Adv. 2022), osteoporosi (J. Am. Chem. Soc. 2023), osteoartrite (Sci. Adv. 2023) attendere. L’integrazione trasversale della nostra medicina e dell’industria non solo risponde a domande cliniche e risolve esigenze cliniche, ma fornisce anche il nostro contributo alla promozione globale della costruzione di una Cina sana.

Le opinioni di aziende ed esperti non rappresentano posizioni ufficiali

Autore: Xu Zhi

Redattore: zy