Um cavalo de Tróia pode ajudar a fazer as drogas ultrapassarem a difícil patrulha de fronteira de nosso cérebro

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A esclerose, a doença de Parkinson, a doença de Alzheimer e também a epilepsia são os principais problemas do sistema nervoso. Além disso, são extremamente difíceis de lidar, visto que a mente está protegida pelo obstáculo sangue-cérebro.

O obstáculo sangue-cérebro funciona como uma superfície de parede de fronteira entre o sangue e também a mente, permitindo que apenas partículas particulares entrem na mente. Água e oxigênio podem ser combinados, assim como vários outros materiais, como álcool e café. Mas impede que mais de 99% das substâncias possivelmente neuroprotetoras atinjam seus alvos na mente.

Agora, em um estudo de pesquisa realizado in vivo, consistindo em ratos de computador atentos, um grupo de cientistas da Universidade de Copenhagen descobriu exatamente como enganar as superfícies não porosas do obstáculo hematoencefálico para permitir o envio de medicamentos para a mente.

Eles exploraram os supostos fornecedores de medicamentos de lipossomas de nanopartículas e também os forneceram para além do obstáculo sangue-cérebro, monitorando e verificando-os diretamente com o sistema.

“Antes deste estudo, a comunidade não tinha ideia do que estava acontecendo na barreira hematoencefálica no cérebro vivo e por que algumas nanopartículas se cruzaram e outras não. A esse respeito, a barreira hematoencefálica era uma caixa preta onde os eventos entre a administração da droga e a detecção no cérebro permaneciam obscuros. Foi até mesmo questionado se a entrada de nanopartículas no cérebro era possível. Com nosso artigo, agora fornecemos uma prova direta da entrada de nanopartículas no cérebro e descrevemos por que, quando e onde isso acontece ”, afirma o professor assistente Krzysztof Kucharz do Departamento de Neurociência.

Os cientistas, assistidos por colegas de trabalho da Universidade Técnica da Dinamarca e também da Universidade de Aalborg, fizeram uso de imagens de dois fótons para desconstruir o obstáculo sangue-cérebro a fim de reconhecer exatamente como os fornecedores de medicamentos de nanopartículas fazem uma viagem além do obstáculo sangue-cérebro em um microorganismo vivo.

“Monitoramos a entrada de nanopartículas no cérebro em cada etapa do processo, fornecendo um conhecimento valioso para o design de medicamentos futuros. Especificamente, mostramos quais segmentos vasculares são os mais eficientes para atingir com nanopartículas para permitir sua entrada no cérebro. E porque fomos capazes de monitorar os portadores de drogas no nível de uma única nanopartícula, agora fornecemos uma nova plataforma para desenvolver abordagens terapêuticas mais eficientes e seguras ”, afirma Kucharz.

O estudo de pesquisa, lançado em Natureza das Comunicações, revela que nanopartículas direcionadas à mente são agarradas nas veias e também vênulas pelas células endoteliais, que são as células do obstáculo sangue-cérebro que permitem ou recusam o acesso de partículas às células da nossa mente.

“De forma análoga ao cavalo de Tróia mítico, eles são reconhecidos pelo endotélio e transportados através da barreira hematoencefálica até o cérebro. Essas nanopartículas têm um espaço de carga que pode ser carregado com drogas neuroprotetoras para tratar muitas doenças neurodegenerativas. Esta abordagem está sendo testada atualmente em muitos ensaios clínicos e pré-clínicos em câncer cerebral, derrame, Alzheimer e doença de Parkinson. No entanto, os níveis de transporte de nanopartículas para o cérebro ainda são baixos e precisam melhorar para alcançar significância clínica. Portanto, há uma grande necessidade de otimizar a liberação de nanopartículas de fármacos e, para isso, é fundamental entender como as nanopartículas interagem com a barreira hematoencefálica. É aqui que entramos em jogo ”, afirma Kucharz.

Os cientistas usaram um método de imagem de dois fótons para pesquisar nanopartículas, permitindo-lhes abrir a caixa preta do obstáculo sangue-cérebro e também obter uma foto completa do curso das nanopartículas ao longo do obstáculo sangue-cérebro. Eles identificaram os fragmentos com partículas fluorescentes, o que permitiu a microscopia de nanocarriers na mente viva e intacta no grau de resolução de uma nanopartícula solitária.

Eles observaram exatamente como as nanopartículas se distribuem na corrente sanguínea, exatamente como se ligam com o tempo ao endotélio, o número de eram ocupados pelo endotélio, o número de que sobraram, o que lhes ocorre assim que dentro do obstáculo hematoencefálico e também onde as nanopartículas partem para a mente. Em seguida, eles observaram que os vasos da mente cuidam das nanopartículas de maneiras diferentes, permitindo ou negando o acesso das nanopartículas às células da mente, dependendo do tipo de vaso.

“Embora a anatomia e a função do endotélio difiram entre os diferentes tipos de vasos, esta característica principal do cérebro até agora tinha sido negligenciada em estudos de administração de drogas e se ou como isso afetava a distribuição de drogas era desconhecido”, afirma Kucharz.

Eles revelam que as nanopartículas podem entrar na mente principalmente em grandes vasos, ou seja, vênulas, que são delimitadas por uma suposta área perivascular, e também não, como se pensava anteriormente, pequenas e também inúmeras veias. A área perivascular faz fronteira com as vênulas, tornando mais fácil para as nanopartículas deixarem o endotélio e também se desenvolverem ainda mais direto na mente; esta área está com falta de veias.

“Nossos resultados desafiam a visão assumida de que os capilares constituem o principal locus para o transporte de nanopartículas para o cérebro. Em vez disso, as vênulas devem ser direcionadas para a entrega eficiente de nanopartículas de drogas ao cérebro ”, afirma Kucharz.

O sistema técnico estabelecido pelos escritores pode compreender um excelente sistema para ajustar fórmulas de nanopartículas para transporte elevado à mente e também oferecer informações úteis para o layout futuro de sistemas exclusivos de remessa de medicamentos. Com alguma sorte, isso oferecerá um salto fantástico para lidar com os problemas mentais com sucesso.