Neuartige drug-delivery-Partikeln Neurotransmitter verwenden, als „passport“ in das Gehirn

Biomedizinische Ingenieure an der Tufts University School of Engineering entwickelt haben winzige lipidbasierte Nanopartikel, die zu übernehmen neurotranmitters zu helfen, führen Drogen, große Moleküle, und selbst gene-editing-Proteinen über der Blut-Hirn-Schranke überwinden und in das Gehirn von Mäusen. Die innovation, die heute veröffentlicht in der Wissenschaft Fortschritte, überwinden könnten viele der derzeitigen Grenzen gestoßen bei der Bereitstellung von Therapeutika, die in das zentrale Nervensystem, und eröffnet die Möglichkeit der Verwendung einer Vielzahl von Therapeutika, die sonst keinen Zugang zum Gehirn.

„Die Stärke unserer Methode ist, dass es ist extrem vielseitig und relativ nicht-störend“, sagte Qiaobing Xu, associate professor für biomedizinische Technik an der Büschel-Universität und entsprechende Autor der Studie. „Wir liefern eine Breite Palette von Molekülen durch die Verpackung Sie in die lipid-basierte nanonparticles ohne chemisch modifizieren, die Drogen selbst. Wir erreichen auch die Lieferung durch die Blut-Hirn-Schranke, ohne zu stören die Integrität der Barriere.“

Xu darauf hingewiesen, dass weitere Studien und klinische Studien sind notwendig, um festzustellen, die Wirksamkeit und Sicherheit der Lieferung Methode beim Menschen.

Die Blut-Hirn-Schranke besteht aus einer Schicht von Endothelzellen, die die Blutgefäße im Gehirn und ermöglicht nur einem sehr ausgewählten Gruppe von Molekülen, um pass aus dem Blut in die Flüssigkeit, um die Nervenzellen und anderen Zellen des Gehirns.Die Fähigkeit, sicher und effizient liefern therapeutischen molekularen Ladungen über die Barriere ins Gehirn wurde eine langjährige Herausforderung in der Medizin.

Die Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen, Hirntumoren, Infektionen des Gehirns und Schlaganfall, wurde durch die Schwierigkeiten bei der sicheren Bereitstellung von klein-Molekül Drogen-und Makromoleküle, wie Peptide und Proteine, die in das Gehirn. Aktuelle Ansätze wie Direkteinspritzung oder Störung der Barriere, um es „undicht“ sind mit Risiken behaftet, einschließlich Infektion, Gewebeschäden und Neurotoxizität. Die Verwendung von Trägern, wie modifizierten Viren und monoklonale Antikörper zur Fähre Fracht ins Gehirn seine Grenzen hat, einschließlich der Herstellung Kosten und Sicherheit. Andere Träger, wie z.B. Nanopartikel, nanocapsules und Polymere, die Versprechen gezeigt haben, aber die änderungen erforderlich, um die Zustellung zu garantieren, kann kompliziert sein.

Die Autoren der Studie die Tatsache, dass bestimmte Neurotransmitter, die chemischen „passport“ erforderlich, um den Zugang während des Gehirns. Durch das anbringen einer lipid – (Fett-like) – Molekül für den neurotransmitter, die resultierenden NT-lipidoid werden können, dotiert in lipid-Nanopartikel (LNPs) – winzige Bläschen lipid, das kann Kapseln von anderen Molekülen innerhalb, insbesondere therapeutische Medikamente. Die LNPs werden können intravenös injiziert, und tragen die Medikamente die Blut-Hirn-Schranke, während der NT-lipidoid hilft die LNPs zu tragen, die Drogen über die Barriere. Die LNPs kann dann Sicherung mit Neuronen und anderen Zellen im Gehirn zu liefern, die Ihre therapeutische Nutzlast.

Mit der LNPs mit NT-lipidoid die Forscher erfolgreich in das Gehirn einer Maus:

• ein kleines Molekül Antipilz-Medikament, amphotericin B;
• Makromolekülen einschließlich der Tau-antisense-Oligonukleotid, das hemmt die Produktion von tau-protein verbunden mit der Alzheimer-Krankheit; und
• die gen-editing protein GFP-Cre.

Die Wissenschaftler beobachteten die Wirkung der verminderte tau-protein, sowie direkten Nachweis des gen-editing-protein Eingabe-Neuronen. In der Tat, die letztere war die erste demonstration der Genom-Bearbeitung innerhalb der Neuronen erfolgt über die intravenöse Injektion, so die Forscher.

Während weitere Studien und klinische Studien sind notwendig, um die Lieferung Methode konnte eine wesentliche Verbesserung in der Bequemlichkeit und einer Allgemeinen Anwendung für zentral-Nerven-system (drug delivery. Die Tufts-Forscher gefunden, dass die Zugabe des NT-lipidoid zu viele Sorten von LNPs können, machen Sie durchlässig für die Blut-Hirn-Schranke. Das bedeutet, dass LNPs optimiert werden kann für die lipid-Länge und der Verhältnisse Paket Drogen von verschiedenen Arten, von kleinen Molekülen an die DNA zu große Enzym-komplexe, und lieferte dann die gleiche Blut-Hirn-Schranke Permeabilität durch Zugabe des NT-lipidoid.