Bariera hematoencefalică acționează ca un perete de delimitare între sânge și țesutul nervos, permițând doar anumitor molecule – cum ar fi apa, oxigenul, alcoolul și cofeina – să intre în creier. Cu toate acestea, bariera nu permite mai mult de 99%. Compuși care pot fi medicamente pentru boli neurologice, cum ar fi scleroza multiplă, epilepsie, boala Parkinson sau boala Alzheimer.

O echipă de oameni de știință de la Universitatea din Copenhaga a efectuat studii pe șoareci vii pentru a livra medicamente peste bariera hematoencefalică folosind așa-numiții purtători nano-lipidici.

Înainte de acest studiu, nu am avut nicio perspectivă asupra a ceea ce se întâmplă la bariera hematoencefalică din creierul viu și de ce trec unele nanoparticule, iar altele nu. În acest sens, bariera hematoencefalică a fost o „cutie neagră” – evenimentele dintre administrarea medicamentului și detectarea acestuia în creier au rămas neclare. S-a îndoit dacă nanoparticulele care intră în creier au fost vreodată posibile. În articolul nostru, oferim acum dovezi directe ale nanoparticulelor care intră în creier și descriem de ce, când și unde ”, explică Krzysztof Kochars de la Departamentul de Neuroștiințe de la Universitatea din Copenhaga.

Autorii studiului, cu sprijinul colegilor de la Universitatea Tehnică din Danemarca și Universitatea Aalborg, au folosit imagistica cu doi fotoni a barierei hematoencefalice pentru a înțelege modul în care nanopurtătorii de droguri se încrucișează într-un organism.

Am monitorizat penetrarea nanoparticulelor în creier în fiecare etapă a procesului. În special, arătăm ce segmente vasculare sunt cele mai eficiente pentru a viza cu nanoparticule pentru a permite intrarea lor în creier. Am reușit să monitorizăm purtătorii de medicamente la nivelul nanoparticulelor individuale, iar acum oferim o platformă inovatoare pentru dezvoltarea unor abordări terapeutice mai sigure și mai eficiente ”, spune Krzysztof Kochars.

După cum sa dovedit, nanoparticulele care ajung la creier cu sânge sunt captate în capilare și venule de către celulele endoteliale care alcătuiesc bariera hematoencefalică, ceea ce permite sau blochează accesul acestor particule la țesutul cerebral.

Similar cu miticul cal troian, sunt recunoscuți de endoteliu și transportați peste bariera hematoencefalică către creier. Aceste nanoparticule conțin un „spațiu de încărcare” care poate fi încărcat cu o varietate de medicamente neuroprotectoare pentru a trata o varietate de boli neurodegenerative. Aceasta este în prezent testată Abordarea în studiile clinice și preclinice în cancerul cerebral, accidentul vascular cerebral, boala Alzheimer și boala Parkinson. Cu toate acestea, transportul nanoparticulelor către creier este încă scăzut și trebuie îmbunătățit pentru a atinge semnificația clinică. Prin urmare, există o mare nevoie de îmbunătățire a eliberării nanoparticulelor și, pentru aceasta, este necesar să înțelegem modul în care interacțiunea sa cu bariera hematoencefalică ”, spune Krzysztof Kochars.

Oamenii de știință au folosit imagini cu doi fotoni pentru a obține o imagine completă a căii nanoparticulelor de-a lungul barierei hematoencefalice. Ei i-au etichetat cu particule fluorescente, permițând microscopia nanopurtătorilor într-un creier sănătos.

Ei pot observa modul în care nanoparticulele circulă în fluxul sanguin, modul în care se leagă de endoteliu în timp, cât este absorbit din endoteliu, cât rămâne, ce se întâmplă cu acesta după ce traversează bariera hematoencefalică și unde nanoparticulele ajung la creier. Apoi au observat că vasele cerebrale manipulează nanoparticulele diferit, permițând sau împiedicând nanoparticulele să ajungă la țesutul cerebral în funcție de tipul de vas de sânge.

„Deși anatomia și funcția endoteliului variază în funcție de tipul de vas, această caracteristică esențială a creierului a fost până acum trecută cu vederea în cercetarea administrării medicamentelor și nu se știe dacă sau cum afectează livrarea medicamentelor”, spune Krzysztof Kucharz . .

Nanoparticulele pot pătrunde în creier în principal prin vase mari, adică venule, care sunt înconjurate de așa-numitul spațiu perivascular și nu capilare mici și numeroase așa cum se credea anterior. Spațiul din jurul venelor înconjoară, permițând nanoparticulelor să scape mai ușor din endoteliu și să pătrundă mai departe în creier, dar acest efect nu are loc în capilare.

„Rezultatele noastre contestă presupunerea că capilarele sunt principalul loc de transport al nanoparticulelor către creier. În schimb, liniile ar trebui direcționate către livrarea eficientă a medicamentelor nanoparticulare către creier”, spune Krzysztof Kochars.

Platforma metodologică dezvoltată de autori poate ajuta la reglarea fină a formulărilor de nanoparticule pentru a crește transportul către creier și pentru a oferi informații valoroase pentru proiectarea viitoare a noilor sisteme de administrare a medicamentelor. (PAP)

Autor: Pawe Wernicki

pmw / ekr /