Trooja hobune võib aidata narkootikume meie aju karmist piiripatrullist mööda saada

aju

Skleroos, Parkinsoni tõbi, Alzheimeri tõbi ja ka epilepsia on peamised närvisüsteemi probleemid. Nendega on lisaks äärmiselt raske toime tulla, arvestades, et meelt kindlustab vere-aju takistus.

Vere-aju takistus toimib piiriseina pinnana vere ja ka meele vahel, võimaldades mõtetel vaid teatud osakestel. Vesi ja ka hapnik võivad koos saada, nagu ka mitmesugused muud materjalid, nagu alkohol ja ka kohv. Kuid see takistab enam kui 99 protsendi võimalike neuroprotektiivsete ainete jõudmist mõtetes oma eesmärkideni.

In vivo läbi viidud teadusuuringus, mis koosnes tähelepanelikest arvutihiirtest, leidsid Kopenhaageni ülikooli teadlaste rühmad arusaamad otse sellest, kuidas vere-aju takistuse mittepoorseid seinapindu petta, et võimaldada ravimite saatmist meeltesse.

Nad uurisid oletatavaid nanoosakeste liposoomiravimite pakkujaid ja tarnisid neid ka vere-aju takistusest mööda, jälgides ja kontrollides neid ka süsteemiga.

"Enne seda uuringut polnud kogukonnal aimugi, mis elava aju vere-aju barjääris toimus ja miks ühed nanoosakesed ületasid ja teised mitte. Sellega seoses oli vere-aju barjäär must kast, kus sündmused ravimi manustamise ja ajus tuvastamise vahel jäid ebaselgeks. Isegi kaheldi, kas nanoosakeste sisenemine ajusse on üldse võimalik. Meie paberiga pakume nüüd otsest tõestust nanoosakeste sisenemisest ajju ja kirjeldame, miks, millal ja kus see juhtub, ”väidab dotsent Krzysztof Kucharz neuroteaduste osakonnast.

Teadlased, keda abistasid Taani tehnikaülikooli ja ka Aalborgi ülikooli töökaaslased, kasutasid vere-aju takistuse dekonstrueerimiseks kahefotoonilist pildistamist, et täpselt teada saada, kuidas nanoosakeste ravimite pakkujad vere-aju takistusest mööda sõidavad elusas mikroorganismis.

„Jälgisime nanoosakeste sisenemist ajju protsessi igal etapil, pakkudes väärtuslikke teadmisi ravimite edaspidiseks kujundamiseks. Täpsemalt näitame, milliseid veresoonte segmente on nanoosakestega kõige tõhusam sihtida, et võimaldada nende sisenemist ajju. Ja kuna me suutsime ravimikandjaid jälgida ühe nanoosakese tasandil, pakume nüüd uut platvormi tõhusamate ja ohutumate ravimeetodite väljatöötamiseks, ”väidab Kucharz.

Aastal alustatud uurimus Nature Communications, näitab, et meeltele suunatud nanoosakesed haaravad veenidest ja ka veenulitest endoteelirakud, mis on vere-aju takistuse rakud, mis võimaldavad või takistavad osakestele juurdepääsu meie meelemürkidele.

"Analoogiliselt müütilise Trooja hobusega tunnevad nad endoteeli abil ära ja transporditakse üle vere-aju barjääri ajusse. Nendel nanoosakestel on lastiruum, mille saab paljude neurodegeneratiivsete haiguste raviks laadida neuroprotektiivsete ravimitega. Seda lähenemist katsetatakse praegu paljudes kliinilistes ja prekliinilistes uuringutes ajuvähi, insuldi, Alzheimeri ja Parkinsoni tõve osas. Nanoosakeste ajusse transportimise tase on siiski madal ja seda tuleb kliinilise tähtsuse saavutamiseks parandada. Seetõttu on nanoosakeste ravimi kohaletoimetamise optimeerimine väga vajalik ja selleks on ülioluline mõista, kuidas nanoosakesed interakteeruvad vere-aju barjääriga. Siin me mängu tulime, ”väidab Kucharz.

Teadlased kasutasid nanoosakeste uurimiseks kahe footoniga pildistamismeetodit, mis võimaldas neil avada vere-aju takistuse musta kasti ja saada ka täielik foto nanoosakeste kulgemisest kogu vere-aju takistuse ulatuses. Nad tegid kindlaks fluorestseeruvate osakestega fragmendid, mis võimaldasid nanokandjate mikroskoopiat elusas, kahjustamata meeles üksiku nanoosakese eraldusvõimega.

Nad jälgisid täpselt, kuidas nanoosakesed vereringes jaotuvad, täpselt seda, kuidas need seonduvad ajaga endoteeliga, nende arvu hõivas endoteel, järelejäänud arv, mis juhtub neile niipea, kui nad on vere-aju takistuse sees ja ka seal, kus nanoosakesed meelest lähevad. Seejärel täheldasid nad, et meelelaevad hoolitsevad nanoosakeste eest erinevatel viisidel, lubades või keelates nanoosakestele ligipääsu meelerakkudele sõltuvalt laeva liigist.

"Ehkki endoteeli anatoomia ja funktsioon on eri anumatüüpide vahel erinev, oli see aju põhijoon narkootikumide manustamise uuringutes seni tähelepanuta jäetud ning kas see mõjutas ravimi kohaletoimetamist, polnud teada," väidab Kucharz.

Nad paljastavad, et nanoosakesed võivad pähe tulla peamiselt suurte anumate, st venulaalide juures, mis piirnevad oletatava perivaskulaarse piirkonnaga, samuti mitte, nagu varem arvati, väheste ja ka lugematute veenidega. Perivaskulaarne piirkond piirneb veenulitega, mis muudab nanoosakeste endoteelist lahkumise lihtsamaks ja areneb veelgi paremini meelde; selles piirkonnas puuduvad veenid.

"Meie tulemused seavad kahtluse alla oletatava arvamuse, et kapillaarid moodustavad peamise nanoosakeste ajusse transportimise koha. Selle asemel peaksid venulad olema suunatud nanoosakeste ravimi tõhusaks toimetamiseks ajju, ”väidab Kucharz.

Kirjanike loodud tehniline süsteem võib koosneda silmapaistvast süsteemist nanoosakeste valemite kohandamiseks, et transportida meelt paremini, ning pakkuda kasulikku teavet ainulaadsete ravimisaadetiste süsteemide tulevase paigutuse jaoks. See pakub iga õnne korral suurepärase hüppe edasi, et meeleprobleemidega edukalt toime tulla.