CeO2 Nanoparticles-assisted stem-based cell therapy: an innovative nanopharmaceutical approach to treat retinal degenerative diseases (CELLUX)

Hovedmålet med CELLUX-prosjektet var å utvikle CeO2-nanopartikkel (NPs)-baserte øyedråper for å behandle aldersrelatert makuladegenerasjon (AMD).

Denne behandlingen, i kombinasjon med stamcellebaserte terapeutiske strategier, har som mål å stoppe degenerasjonen og gjenopprette synet. Progresjonen av AMD er forbundet med økt oksidativt stress og inflammatoriske responser i øyet, som fører til retinal celledød. AMD er en kronisk sykdom som er hovedårsak til blindhet hos eldre mennesker, og rammer millioner av mennesker over hele verden. CeO2 nanopartikler har antioksidant egenskaper skapt av en unik elektron-struktur, som når de reduseres til nanoskala har oksygen-mangel på overflaten. Disse nanopartiklene (NP) virker da som et sete for fanging av frie radikaler.

Innenfor prosjektet ble CeO2-NP utviklet for å regulere cellenes redokspotensial og beskytte vev mot oksidativt stress. Nanoceria øyedråpeformulering ble utviklet, og behandling med disse dråpene viste redusert tap av retinaceller, bedre syn og redusert betennelse. I kombinasjon med RPE-celletransplantater ble økt overlevelse av RPE-celler påvist hos rotter, sammen med forbedret lysrespons i retina. Vi viste at slik antioksidantbehandling er en lovende for mer effektiv RPE-celleterapi ved retinale degenerative sykdommer. Sikkerhetsvurderinger av nanoceria ble utført i ulike modeller, og ingen toksisitet ble påvist. Øyedråpeformuleringen ble ikke funnet å gi øyeirritasjon.

NILU studerte toksisitet til CeO2-NP ved bruk av in vitro-modeller, og målte både induksjon av celledød og DNA-skade. Videre så vi med konfokalmikroskopi på mekanismer for cellulær interaksjon med CeO2-NPs, og de antioksidantbeskyttende effektene av CeO2-NP ble sammenlignet med effekt av kjente antioksidanter.

Prosjektet ble finansiert gjennom ERA-NET EuroNanoMed3-programmet og ble koordinert av Universitetssykehuset (VHIR) i Barcelona. Konsortiet besto av seks partnere fra fem land: Spania, Norge, Italia, Tsjekkia og Frankrike.

Resultatene fra prosjektet er lovende, og vil publiseres i vitenskapelige tidsskrifter, også etter avsluttet prosjekt. Resultatene vil videre brukes inn i nye søknader om forskningsmidler for å kunne nå et høyere technology readiness level (TRL), med mål om utvikling og produksjon av øyedråper for behandling av pasienter med aldersrelatert nedbrytning av makula.