Un caballo de Troya podría ayudar a que las drogas superen la dura patrulla fronteriza de nuestro cerebro

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La esclerosis, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer y también la epilepsia son los principales problemas del sistema nervioso. Además, son extremadamente difíciles de manejar, dado que la mente está protegida por el obstáculo hematoencefálico.

El obstáculo hematoencefálico funciona como una pared fronteriza entre la sangre y la mente, lo que permite que solo partículas particulares entren en la mente. El agua y el oxígeno también pueden entrar, al igual que otros materiales como el alcohol y el café. Pero impide que más del 99 por ciento de las sustancias posiblemente neuroprotectoras alcancen sus objetivos en la mente.

Ahora, en un estudio de investigación realizado in vivo, que consta de ratones de computadora conscientes, un grupo de científicos de la Universidad de Copenhague encontró entendimientos directos sobre cómo engañar exactamente a las superficies de las paredes no porosas del obstáculo hematoencefálico para permitir el envío de medicamentos a la mente.

Exploraron supuestos proveedores de medicamentos de nanopartículas de liposomas y también los proporcionaron más allá del obstáculo hematoencefálico mientras los monitoreaban y también los verificaban correctamente con el sistema.

“Antes de este estudio, la comunidad no tenía idea de lo que estaba sucediendo en la barrera hematoencefálica en el cerebro vivo y por qué algunas nanopartículas se cruzaban y otras no. En este sentido, la barrera hematoencefálica era una caja negra donde los eventos entre la administración del fármaco y la detección en el cerebro permanecían oscuros. Incluso se puso en duda si era posible la entrada de nanopartículas al cerebro. Con nuestro artículo, ahora proporcionamos una prueba directa de la entrada de nanopartículas al cerebro y describimos por qué, cuándo y dónde ocurre ”, afirma el profesor asistente Krzysztof Kucharz del Departamento de Neurociencia.

Los científicos, asistidos por compañeros de trabajo de la Universidad Técnica de Dinamarca y también de la Universidad de Aalborg, utilizaron imágenes de dos fotones para deconstruir el obstáculo hematoencefálico a fin de reconocer exactamente cómo los proveedores de medicación de nanopartículas hacen un viaje más allá del obstáculo hematoencefálico. en un microorganismo vivo.

“Monitoreamos la entrada de nanopartículas al cerebro en cada paso del proceso, proporcionando valiosos conocimientos para el diseño de fármacos en el futuro. Específicamente, mostramos qué segmentos vasculares son los más eficientes para apuntar con nanopartículas para permitir su entrada al cerebro. Y debido a que pudimos monitorear los portadores de medicamentos al nivel de una sola nanopartícula, ahora proporcionamos una plataforma novedosa para desarrollar enfoques terapéuticos más eficientes y seguros ”, afirma Kucharz.

El estudio de investigación, lanzado en Naturaleza de Comunicaciones, revela que las nanopartículas dirigidas a la mente son atrapadas en las venas y también en las vénulas por las células endoteliales, que son las células en el obstáculo hematoencefálico que permiten o rechazan el acceso de partículas a nuestras células mentales.

“De manera análoga al mítico caballo de Troya, son reconocidos por el endotelio y transportados a través de la barrera hematoencefálica hasta el cerebro. Estas nanopartículas tienen un espacio de carga que se puede cargar con medicamentos neuroprotectores para tratar muchas enfermedades neurodegenerativas. Este enfoque se está probando actualmente en muchos ensayos clínicos y preclínicos en cáncer de cerebro, accidente cerebrovascular, Alzheimer y enfermedad de Parkinson. Sin embargo, los niveles de transporte de nanopartículas al cerebro aún son bajos y deben mejorar para alcanzar una importancia clínica. Por lo tanto, hay una gran necesidad de optimizar la administración de fármacos de nanopartículas y para ello, es crucial para entender cómo las nanopartículas interactúan con la barrera hematoencefálica. Aquí es donde entramos en juego ”, afirma Kucharz.

Los científicos utilizaron un método de imágenes de dos fotones para investigar las nanopartículas, lo que les permitió abrir la caja negra del obstáculo hematoencefálico y también obtener una foto completa del recorrido de las nanopartículas a lo largo del obstáculo hematoencefálico. Identificaron los fragmentos con partículas fluorescentes, lo que permitió la microscopía de nanoportadores en la mente viva e intacta con el grado de resolución de una nanopartícula solitaria.

Observaron exactamente cómo se distribuyen las nanopartículas en el torrente sanguíneo, exactamente cómo se unen con el tiempo al endotelio, cuántos están ocupados por el endotelio, cuántos quedan, qué les ocurre una vez dentro del obstáculo hematoencefálico y también donde las nanopartículas salen a la mente. Luego, observaron que los vasos mentales se encargan de las nanopartículas de diferentes maneras, permitiendo o negando el acceso de nanopartículas a las células mentales según el tipo de vaso.

"Aunque la anatomía y la función del endotelio difieren entre los diferentes tipos de vasos, esta característica principal del cerebro se había pasado por alto hasta ahora en los estudios de administración de fármacos, y se desconocía si afectaba la administración de fármacos o cómo", afirma Kucharz.

Revelan que las nanopartículas pueden entrar en la mente principalmente en grandes vasos, es decir, vénulas, que están bordeadas por una supuesta área perivascular, y tampoco, como se pensaba anteriormente, pequeñas y también innumerables venas. El área perivascular bordea las vénulas, lo que facilita que las nanopartículas abandonen el endotelio y se desarrollen aún más directamente en la mente; esta zona carece de venas.

“Nuestros resultados desafían la opinión asumida de que los capilares constituyen el lugar principal para el transporte de nanopartículas al cerebro. En cambio, las vénulas deberían apuntar para la administración eficiente de nanopartículas de fármacos al cerebro ”, afirma Kucharz.

El sistema técnico establecido por escritores podría comprender un sistema excepcional para ajustar las fórmulas de nanopartículas para el transporte elevado a la mente y también ofrecer información útil para el diseño futuro de los sistemas únicos medicamentos envío. Con un poco de suerte, esto ofrecerá un fantástico salto adelante para tratar con éxito los problemas mentales.

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