Seekor kuda Troya dapat membantu narkoba melewati patroli perbatasan yang ketat di otak kita

otak

Sclerosis, kondisi Parkinson, Alzheimer dan juga epilepsi adalah masalah utama sistem saraf. Mereka juga sangat sulit untuk dihadapi, karena pikiran dilindungi oleh penghalang darah-otak.

Penghalang darah-otak berfungsi sebagai permukaan dinding perbatasan di antara darah dan juga pikiran, memungkinkan partikel-partikel tertentu saja yang masuk ke dalam pikiran. Air dan juga oksigen bisa didapat, begitu juga berbagai bahan lain seperti alkohol dan juga kopi. Tapi itu menghalangi lebih dari 99 persen zat neuroprotektif untuk mencapai target mereka di pikiran.

Sekarang, dalam penelitian yang dilakukan in vivo, yang terdiri dari tikus komputer yang sadar, sekelompok ilmuwan dari Universitas Kopenhagen menemukan pemahaman langsung tentang bagaimana mengelabui permukaan dinding penghalang darah-otak yang tidak keropos untuk memungkinkan pengiriman obat ke otak.

Mereka menjelajahi penyedia obat liposom nanopartikel dan juga memasok mereka melewati penghalang darah-otak sambil memantau dan juga memeriksanya dengan sistem.

“Sebelum penelitian ini, masyarakat tidak memiliki wawasan tentang apa yang terjadi di sawar darah otak di otak yang hidup, dan mengapa beberapa nanopartikel bersilangan dan yang lainnya tidak. Dalam hal ini, sawar darah-otak adalah kotak hitam di mana peristiwa antara pemberian obat dan deteksi di otak tetap tidak jelas. Bahkan diragukan apakah masuknya nanopartikel ke otak itu mungkin sama sekali. Dengan makalah kami, kami sekarang memberikan bukti langsung masuknya partikel nano ke otak dan menjelaskan mengapa, kapan, dan di mana itu terjadi,” klaim Asisten Profesor Krzysztof Kucharz dari Departemen Ilmu Saraf.

Para ilmuwan, dibantu oleh rekan kerja di Technical University of Denmark dan juga Aalborg University, menggunakan pencitraan dua foton untuk mendekonstruksi hambatan darah-otak untuk mengenali dengan tepat bagaimana penyedia obat nanopartikel melakukan perjalanan melewati hambatan darah-otak. dalam mikroorganisme hidup.

“Kami memantau entri nanopartikel ke otak pada setiap langkah proses, memberikan pengetahuan berharga untuk desain obat masa depan. Secara khusus, kami menunjukkan segmen vaskular mana yang paling efisien untuk ditargetkan dengan nanopartikel untuk memungkinkan mereka masuk ke otak. Dan karena kami dapat memantau pembawa obat pada tingkat partikel nano tunggal, kami sekarang menyediakan platform baru untuk mengembangkan pendekatan terapeutik yang lebih efisien dan lebih aman,” klaim Kucharz.

Studi penelitian, diluncurkan pada tahun Alam Komunikasi, mengungkapkan bahwa nanopartikel yang ditargetkan ke pikiran ditangkap di pembuluh darah dan juga venula oleh sel endotel, yang merupakan sel di penghalang darah-otak yang memungkinkan atau menolak akses partikel ke sel otak kita.

“Secara analogi dengan mitos kuda Troya, mereka dikenali oleh endotelium dan diangkut melintasi penghalang darah-otak ke otak. Nanopartikel ini memiliki ruang kargo yang dapat diisi dengan obat neuroprotektif untuk mengobati banyak penyakit neurodegeneratif. Pendekatan ini saat ini sedang diuji dalam banyak uji klinis dan praklinis pada kanker otak, stroke, penyakit Alzheimer dan Parkinson. Namun, tingkat transportasi nanopartikel ke otak masih rendah dan perlu ditingkatkan untuk mencapai signifikansi klinis. Oleh karena itu, ada kebutuhan besar untuk mengoptimalkan pengiriman obat nanopartikel dan untuk melakukannya, sangat penting untuk memahami bagaimana nanopartikel berinteraksi dengan sawar darah-otak. Di sinilah kami ikut bermain,” klaim Kucharz.

Para ilmuwan menggunakan metode pencitraan dua foton untuk meneliti partikel nano, memungkinkan mereka untuk membuka kotak hitam penghalang darah-otak dan juga mendapatkan foto lengkap dari jalur nanopartikel di seluruh penghalang darah-otak. Mereka mengidentifikasi fragmen dengan partikel fluoresen, yang memungkinkan mikroskopi pembawa nano dalam pikiran yang hidup dan tidak rusak pada tingkat resolusi partikel nano tunggal.

Mereka mengamati dengan tepat bagaimana nanopartikel mendistribusikan dalam aliran darah, bagaimana mereka terhubung dengan waktu ke endotelium, jumlah yang ditempati oleh endotelium, jumlah yang tersisa, apa yang terjadi pada mereka segera setelah di dalam penghalang darah-otak dan juga di mana nanopartikel meninggalkan pikiran. Kemudian, mereka mengamati bahwa pembuluh pikiran mengurus nanopartikel dengan cara yang berbeda, mengizinkan atau menolak mendapatkan akses nanopartikel ke sel pikiran tergantung pada jenis pembuluhnya.

"Meskipun anatomi dan fungsi endotelium berbeda antara jenis pembuluh darah yang berbeda, fitur utama otak sejauh ini telah diabaikan dalam studi pengiriman obat, dan apakah atau bagaimana hal itu berdampak pada pengiriman obat belum diketahui," klaim Kucharz.

Mereka mengungkapkan bahwa nanopartikel dapat masuk ke otak terutama di pembuluh darah besar, yaitu, venula, yang dibatasi oleh area perivaskular yang seharusnya, dan juga tidak, seperti yang diperkirakan sebelumnya, pembuluh darah kecil dan tak terhitung. Daerah perivaskular berbatasan dengan venula, membuatnya lebih mudah bagi nanopartikel untuk meninggalkan endotel dan juga berkembang lebih jauh ke dalam otak; daerah ini kurang vena.

“Hasil kami menantang pandangan yang diasumsikan bahwa kapiler merupakan lokus utama untuk transportasi nanopartikel ke otak. Sebaliknya, venula harus ditargetkan untuk pengiriman obat nanopartikel yang efisien ke otak,” klaim Kucharz.

Sistem teknis yang dibuat oleh penulis mungkin terdiri dari sistem yang luar biasa untuk menyesuaikan formula partikel nano untuk meningkatkan transportasi ke pikiran dan juga menawarkan info yang berguna untuk tata letak masa depan sistem pengiriman obat yang unik. Ini akan dengan sedikit keberuntungan menawarkan lompatan besar ke depan untuk berhasil menangani masalah pikiran.