Trójsky kôň by mohol pomôcť dostať drogy cez tvrdú hraničnú hliadku nášho mozgu

mozog

Skleróza, Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba a tiež epilepsia sú hlavnými problémami nervového systému. Je s nimi navyše mimoriadne ťažké zaobchádzať, pretože myseľ je zabezpečená prekážkou medzi mozgom a krvou.

Prekážka medzi mozgom a krvou funguje ako povrch hraničnej steny medzi krvou a tiež mysľou, čo umožňuje prenikanie iba určitých častíc do mysle. Môže sa dostať voda a tiež kyslík, rovnako ako rôzne ďalšie materiály, ako napríklad alkohol a tiež káva. Ale bráni viac ako 99 percent potenciálne neuroprotektívnych látok v dosiahnutí svojich cieľov v mysli.

Teraz vo výskumnej štúdii uskutočnenej in vivo, ktorá pozostávala z bdelých počítačových myší, skupina vedcov z Kodanskej univerzity našla priame porozumenie presne do toho, ako oklamať neporézne povrchy prekážok krvno-mozgovej prekážky, aby umožnili dodávku liekov do mysle.

Preskúmali predpokladaných poskytovateľov lipozómových liekov na báze nanočastíc a tiež ich dodávali okolo hematoencefalickej prekážky, zatiaľ čo ich monitorovali a tiež kontrolovali priamo v systéme.

„Pred touto štúdiou komunita nemala prehľad o tom, čo sa deje v hematoencefalickej bariére v živom mozgu, a prečo sa niektoré nanočastice krížili a iné nie. V tomto ohľade bola hematoencefalická bariéra čiernou skrinkou, kde udalosti medzi podaním lieku a detekciou v mozgu zostali nejasné. Dokonca sa pochybovalo, či je vstup nanočastíc do mozgu vôbec možný. Našou prácou teraz poskytujeme priamy dôkaz o vstupe nanočastíc do mozgu a popisujeme, prečo, kedy a kde sa to deje, “tvrdí odborný asistent Krzysztof Kucharz z katedry neurovied.

Vedci za pomoci spolupracovníkov z Dánskej technickej univerzity a tiež z Aalborskej univerzity využili dvojfotónové zobrazovanie na dekonštrukciu prekážky v mozgu a krvi, aby presne rozpoznali, ako sa poskytovatelia liekov na nanočastice vydávajú cez prekážku v mozgu a krvi. v živom mikroorganizme.

„Monitorovali sme vstup nanočastíc do mozgu v každom kroku procesu a poskytovali cenné poznatky pre budúci dizajn liekov. Konkrétne ukážeme, na ktoré vaskulárne segmenty je najefektívnejšie zamerať nanočastice, aby sa umožnil ich vstup do mozgu. A pretože sme boli schopní monitorovať nosiče liekov na úrovni jednotlivých nanočastíc, poskytujeme novú platformu na vývoj účinnejších a bezpečnejších terapeutických prístupov, “tvrdí Kucharz.

Výskumná štúdia zahájená v roku XNUMX Nature Communications„odhaľuje, že nanočastice zamerané na myseľ sú zachytávané v žilách a tiež venuly endotelovými bunkami, čo sú bunky v krvno-mozgovej prekážke, ktoré umožňujú alebo odmietajú prístup k časticiam do našich mozgových buniek.

"Analogicky k mýtickému trójskemu koňovi sú rozpoznaní endoteliom a transportovaní cez hematoencefalickú bariéru do mozgu." Tieto nanočastice majú nákladný priestor, ktorý je možné naplniť neuroprotektívnymi liekmi na liečbu mnohých neurodegeneratívnych chorôb. Tento prístup je v súčasnosti testovaný v mnohých klinických a predklinických štúdiách zameraných na rakovinu mozgu, mŕtvicu, Alzheimerovu a Parkinsonovu chorobu. Úrovne transportu nanočastíc do mozgu sú však stále nízke a je potrebné ich zlepšiť, aby dosiahli klinický význam. Preto existuje veľká potreba optimalizovať dodávku liečiv v podobe nanočastíc, a preto je nevyhnutné pochopiť, ako nanočastice interagujú s hematoencefalickou bariérou. Tu sme vstúpili do hry, “tvrdí Kucharz.

Vedci využili na výskum nanočastíc metódu zobrazovania pomocou dvoch fotónov, ktorá im umožnila otvoriť čiernu skrinku prekážky v mozgu a krvi a tiež získať kompletnú fotografiu priebehu nanočastíc v celej prekážke v mozgu a krvi. Identifikovali fragmenty s fluorescenčnými časticami, čo umožnilo mikroskopiu nanonosičov v živej nepoškodenej mysli pri rozlíšení solitérnej nanočastice.

Presne sledovali, ako sa nanočastice distribuujú v krvnom riečisku, presne to, ako súvisia s časom s endotelom, koľko ich endotel obsadil, koľko ich ešte zostalo, čo sa im stane, len čo sa nachádzajú vo vnútri krvno-mozgovej prekážky a tiež tam, kde nanočastice nechávajú na mysli. Potom pozorovali, že mozgové cievy sa o nanočastice starajú rôznymi spôsobmi, čo umožňuje alebo zakazuje prístup k nanočasticiam do buniek mysle v závislosti od druhu nádoby.

"Aj keď sa anatómia a funkcia endotelu líšia medzi rôznymi typmi ciev, bola táto hlavná vlastnosť mozgu v štúdiách zameraných na dodávku liekov doteraz prehliadaná a nie je známe, či a či nie je známa alebo ako ovplyvnila dodávku lieku," tvrdí Kucharz.

Odhaľujú, že nanočastice sa môžu dostať do mysle predovšetkým na veľkých cievach, tj. V žilách, ktoré sú ohraničené predpokladanou perivaskulárnou oblasťou a tiež nie, ako sa pôvodne myslelo, málo a tiež nespočetné množstvo žíl. Perivaskulárna oblasť hraničí s venulami, čo nanočasticiam uľahčuje opustenie endotelu a tiež vývoj ešte viac priamo do mysle; tejto oblasti chýbajú žily.

„Naše výsledky spochybňujú predpokladaný názor, že kapiláry tvoria hlavné miesto pre transport nanočastíc do mozgu. Namiesto toho by mali byť venuly zamerané na efektívne dodávanie liečiv do mozgu v podobe nanočastíc, “tvrdí Kucharz.

Technický systém, ktorý vytvorili autori, môže obsahovať vynikajúci systém na úpravu vzorcov nanočastíc pre zvýšenú prepravu do mysle a tiež ponúka užitočné informácie pre budúce usporiadanie jedinečných systémov prepravy liekov. To pri troche šťastia ponúkne fantastický skok vpred, aby ste sa úspešne vyrovnali s problémami s mysľou.