Un cavallo di Troia potrebbe aiutare a far passare la droga oltre la dura pattuglia di confine del nostro cervello

cervello

La sclerosi, il morbo di Parkinson, l'Alzheimer e anche l'epilessia sono i principali problemi del sistema nervoso. Sono inoltre estremamente difficili da affrontare, dato che la mente è protetta dall'ostacolo emato-encefalico.

L'ostacolo emato-encefalico funziona come una parete di confine tra il sangue e la mente, consentendo solo a particolari particelle di entrare nella mente. L'acqua e anche l'ossigeno possono andare d'accordo, così come vari altri materiali come l'alcol e anche il caffè. Ma impedisce a più del 99% delle sostanze potenzialmente neuroprotettive di raggiungere i loro obiettivi nella mente.

Ora, in uno studio di ricerca condotto in vivo, composto da mouse per computer attenti, un gruppo di scienziati dell'Università di Copenhagen ha trovato chiare conoscenze su come ingannare le superfici non porose dell'ostacolo emato-encefalico per consentire la spedizione di farmaci alla mente.

Hanno esplorato i presunti fornitori di farmaci a base di liposomi di nanoparticelle e li hanno anche forniti oltre l'ostacolo emato-encefalico durante il monitoraggio e anche il controllo corretto con il sistema.

“Prima di questo studio, la comunità non aveva idea di cosa stesse accadendo nella barriera emato-encefalica nel cervello vivente e perché alcune nanoparticelle si incrociassero e altre no. A questo proposito, la barriera emato-encefalica era una scatola nera in cui gli eventi tra la somministrazione del farmaco e il rilevamento nel cervello rimanevano oscuri. Si dubitava persino che l'ingresso delle nanoparticelle nel cervello fosse possibile. Con il nostro documento, ora forniamo una prova diretta dell'ingresso delle nanoparticelle nel cervello e descriviamo perché, quando e dove accade", afferma l'assistente professore Krzysztof Kucharz del Dipartimento di Neuroscienze.

Gli scienziati, assistiti da colleghi presso l'Università tecnica della Danimarca e anche l'Università di Aalborg, hanno utilizzato l'imaging a due fotoni per decostruire l'ostacolo emato-encefalico al fine di riconoscere esattamente come i fornitori di farmaci a nanoparticelle superano l'ostacolo emato-encefalico in un microrganismo vivente.

“Abbiamo monitorato l'ingresso delle nanoparticelle nel cervello in ogni fase del processo, fornendo preziose conoscenze per la futura progettazione di farmaci. In particolare, mostriamo quali segmenti vascolari sono i più efficienti da colpire con nanoparticelle per consentire il loro ingresso nel cervello. E poiché siamo stati in grado di monitorare i vettori di farmaci a livello di singole nanoparticelle, ora forniamo una nuova piattaforma per sviluppare approcci terapeutici più efficienti e più sicuri", afferma Kucharz.

Lo studio di ricerca, avviato nel Nature Communications, rivela che le nanoparticelle mirate alla mente vengono catturate nelle vene e anche nelle venule dalle cellule endoteliali, che sono le cellule del sangue-cervello che consentono o impediscono l'accesso di particelle alle nostre cellule mentali.

“Analogicamente al mitico cavallo di Troia sono riconosciuti dall'endotelio e trasportati attraverso la barriera ematoencefalica al cervello. Queste nanoparticelle hanno uno spazio di carico che può essere caricato con farmaci neuroprotettivi per curare molte malattie neurodegenerative. Questo approccio è attualmente in fase di sperimentazione in molti studi clinici e preclinici su cancro al cervello, ictus, morbo di Alzheimer e morbo di Parkinson. Tuttavia, i livelli di trasporto delle nanoparticelle nel cervello sono ancora bassi e devono migliorare per raggiungere un significato clinico. Pertanto, c'è una grande necessità di ottimizzare la somministrazione di farmaci con nanoparticelle e, per farlo, è fondamentale capire come le nanoparticelle interagiscono con la barriera emato-encefalica. È qui che siamo entrati in gioco noi", afferma Kucharz.

Gli scienziati hanno utilizzato un metodo di imaging a due fotoni per ricercare le nanoparticelle, che ha permesso loro di aprire la scatola nera dell'ostacolo emato-encefalico e anche di ottenere una foto completa del percorso delle nanoparticelle attraverso l'ostacolo emato-encefalico. Hanno identificato i frammenti con particelle fluorescenti, che hanno consentito la microscopia di nanovettori nella mente vivente e non danneggiata al grado di risoluzione di una nanoparticella solitaria.

Hanno osservato esattamente come le nanoparticelle si distribuiscono nel flusso sanguigno, esattamente come si legano nel tempo all'endotelio, il numero di sono state occupate dall'endotelio, il numero di sono rimaste, cosa accade loro non appena all'interno dell'ostacolo ematoencefalico e anche dove le nanoparticelle lasciano alla mente. Quindi, hanno osservato che i vasi mentali si prendono cura delle nanoparticelle in modi diversi, consentendo o negando l'accesso alle nanoparticelle alle cellule mentali a seconda del tipo di vaso.

"Sebbene l'anatomia e la funzione dell'endotelio differiscano tra i diversi tipi di vasi, questa caratteristica principale del cervello era stata finora trascurata negli studi sulla somministrazione dei farmaci e non era noto se o come avesse avuto un impatto sulla somministrazione dei farmaci", afferma Kucharz.

Rivelano che le nanoparticelle possono entrare nella mente principalmente a grandi vasi, cioè venule, che sono delimitate da presunte aree perivascolari, e anche non, come si pensava in precedenza, piccole e anche innumerevoli vene. L'area perivascolare confina con le venule, rendendo più semplice per le nanoparticelle lasciare l'endotelio e anche svilupparsi ancora più direttamente nella mente; questa zona è priva di vene.

“I nostri risultati sfidano l'idea che i capillari costituiscano il luogo principale per il trasporto delle nanoparticelle al cervello. Invece, le venule dovrebbero essere mirate per un'efficace somministrazione di nanoparticelle al cervello", afferma Kucharz.

Il sistema tecnico stabilito dagli scrittori potrebbe comprendere un sistema eccezionale per regolare le formule delle nanoparticelle per il trasporto elevato alla mente e anche offrire informazioni utili per il layout futuro di sistemi di spedizione di farmaci unici. Questo con un po' di fortuna offrirà un fantastico salto in avanti per affrontare con successo i problemi mentali.