Новые частицы для доставки лекарств используют нейротрансмиттеры в качестве «паспорта» в мозг

Биомедицинские инженеры из инженерной школы Университета Тафтса разработали крошечные липидные наночастицы, которые содержат нейротранмиттеры, которые помогают переносить лекарства, большие молекулы и даже белки для редактирования генов через гематоэнцефалический барьер и в мозг мышей. Нововведение, опубликованное сегодня в журнале Science Advances , может преодолеть многие из текущих ограничений, встречающихся при доставке терапевтических средств в центральную нервную систему, и открывает возможность использования широкого спектра терапевтических средств, которые в противном случае не имели бы доступа к мозгу.

«Сила нашего метода в том, что он чрезвычайно универсален и относительно безопасен, – сказал Цяобин Сюй, доцент кафедры биомедицинской инженерии в Университете Тафтса и автор исследования. «Мы можем доставлять широкий спектр молекул, упаковывая их в липидные наночастицы, без химического изменения самих лекарств. Мы также можем достичь доставки через гематоэнцефалический барьер без нарушения целостности барьера».

Сюй предупредил, что необходимы дополнительные исследования и клинические испытания для определения эффективности и безопасности этого метода доставки у людей.

Гематоэнцефалический барьер состоит из слоя эндотелиальных клеток, выстилающих кровеносные сосуды в головном мозге, и позволяет только тщательно отобранному набору молекул проходить из кровотока в жидкость, окружающую нейроны и другие клетки мозга. Безопасная и эффективная доставка терапевтических молекулярных грузов через барьер в мозг – давняя проблема медицины.

Лечение нейродегенеративных расстройств, опухолей головного мозга, инфекций головного мозга и инсульта было ограничено из-за трудностей с безопасной доставкой низкомолекулярных лекарственных средств и макромолекул, таких как пептиды и белки, в мозг. Современные подходы, такие как прямая инъекция или нарушение барьера, чтобы сделать его «протекающим», чреваты рисками, включая инфекцию, повреждение тканей и нейротоксичность. Использование носителей, таких как модифицированные вирусы и моноклональные антитела, для доставки груза в мозг имеет ограничения, в том числе стоимость производства и безопасность. Другие носители, такие как наночастицы, нанокапсулы и полимеры, оказались многообещающими, но модификации, необходимые для обеспечения доставки, могут быть сложными.

Авторы исследования использовали тот факт, что определенные нейротрансмиттеры имеют химический «паспорт», необходимый для доступа по всему мозгу. Присоединяя липидную (жироподобную) молекулу к нейротрансмиттеру, полученный NT-липидоид может быть добавлен в липидные наночастицы (LNP) – крошечные пузырьки липида, которые могут заключать в себе другие молекулы, в частности терапевтические препараты. LNP можно вводить внутривенно и переносить лекарства через гематоэнцефалический барьер, в то время как NT-липидоид помогает LNP переносить лекарства через барьер. Затем LNP могут сливаться с нейронами и другими клетками мозга, чтобы доставить свою терапевтическую нагрузку.

Используя LNP с NT-липидоидом, исследователи успешно доставили в мозг мыши:

низкомолекулярное противогрибковое лекарство , амфотерицин B;
макромолекулы, включая антисмысловой олигонуклеотид тау-белка, который ингибирует продукцию тау-белка, связанного с болезнью Альцгеймера; и
белок, редактирующий ген GFP-Cre.
Исследователи наблюдали эффект уменьшения количества тау-белка, а также прямые доказательства того, что белок, редактирующий ген, проникает в нейроны. Фактически, последнее было первой демонстрацией редактирования генома в нейронах, доставляемых с помощью внутривенной инъекции, по словам исследователей.

Несмотря на то, что необходимы дополнительные исследования и клинические испытания , этот способ доставки может значительно повысить удобство и найти широкое применение для доставки лекарств в центральную нервную систему . Исследователи Тафтса обнаружили, что добавление NT-липидоида ко многим разновидностям LNP может сделать их проницаемыми для гематоэнцефалического барьера. Это означает, что LNP могут быть оптимизированы по длине и соотношению липидов для упаковки лекарств различных типов, от небольших молекул до ДНК и до крупных ферментных комплексов, а затем обеспечить такую ​​же проницаемость гематоэнцефалического барьера путем добавления NT-липидоида.

«Это просто, эффективно и потенциально широко применимо – мы можем изменить контейнер для лекарства, и добавление NT-липидоида похоже на прикрепление адресной этикетки для доставки в мозг» , – сказал Фейхе Ма, научный сотрудник лаборатория Сюй в Тафтсе. «Мы предполагаем, что в конечном итоге можно будет опробовать широкий спектр неврологических терапевтических средств, которые ранее считались непрактичными из-за ограничений в доставке», – сказал Лю Ян, аспирант лаборатории Сюй. Ма и Ян являются соавторами исследования.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector