在過去的幾十年里,研究人員已經(jīng)確定了導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病的生物途徑,并開發(fā)了有希望的分子制劑來靶向這些疾病。然而,將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為臨床批準(zhǔn)的治療方法的進(jìn)展速度要慢得多,部分原因是科學(xué)家在將治療方法穿過血腦屏障(BBB)并進(jìn)入大腦方面面臨的挑戰(zhàn)。

《Medical Xpress》1月1日消息

為了促進(jìn)治療藥物成功輸送到大腦,布萊根婦女醫(yī)院(Brigham and Women's Hospital)和波士頓兒童醫(yī)院(Boston Children's Hospital)的生物工程師、醫(yī)生和合作者團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)納米顆粒平臺,該平臺可以在受損或完整BBB的小鼠體內(nèi)有效地輸送封裝的藥物。在創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)小鼠模型中,他們觀察到,這種給藥系統(tǒng)在大腦中的累積量是傳統(tǒng)方式的三倍,而且具有治療效果,這為治療多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病打開了可能性。研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上。

研究于2021年1月1日發(fā)表在《Science Advances》(最新影響因子:13．117)雜志上

以前開發(fā)的在TBI之后將治療劑輸送到大腦的方法依賴于頭部物理損傷后的短暫時(shí)間窗,此時(shí)BBB暫時(shí)被破壞。然而,BBB在幾周內(nèi)修復(fù)后,醫(yī)生缺乏有效給藥的工具。

通訊作者Nitin Joshi博士說:“通過BBB傳遞小分子和大分子治療藥物是非常困難的。”他是布萊根婦女醫(yī)院麻醉、圍手術(shù)期和疼痛醫(yī)學(xué)科納米醫(yī)學(xué)中心的助理生物工程師,“我們的解決方案是將治療藥物封裝到生物兼容的納米顆粒中,這些納米顆粒具有經(jīng)過精確設(shè)計(jì)的表面特性,能夠使它們在治療上有效地轉(zhuǎn)運(yùn)到大腦中,而與BBB的狀態(tài)無關(guān)�！�

這項(xiàng)技術(shù)可以幫助醫(yī)生治療與創(chuàng)傷性腦損傷相關(guān)的繼發(fā)性損傷,創(chuàng)傷性腦損傷會導(dǎo)致阿爾茨海默病、帕金森病和其他神經(jīng)退行性疾病,這些疾病會在BBB愈合后的幾個(gè)月或幾年里發(fā)展。

“能夠在沒有炎癥的情況下通過BBB傳遞藥物,在某種程度上是該領(lǐng)域的圣杯,” 布萊根婦女醫(yī)院麻醉、圍手術(shù)期和疼痛醫(yī)學(xué)科的資深合著者Jeff Karp博士說,“我們的方法非常簡單,適用于許多需要將治療藥物輸送到大腦的神經(jīng)系統(tǒng)疾病�！�

波士頓兒童醫(yī)院急診醫(yī)學(xué)科的醫(yī)學(xué)博士、公共衛(wèi)生碩士Rebekah Mannix是這項(xiàng)研究的資深合著者,她進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),對于廣泛的急性和慢性疾病,血腦屏障抑制治療藥物向中樞神經(jīng)系統(tǒng)的輸送。她說:“這項(xiàng)研究開發(fā)的技術(shù)可以用于大量不同的藥物,包括抗生素、抗腫瘤藥物和神經(jīng)肽。這可能會改變許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病的治療前景。”

本研究中使用的治療方法是一種小干擾RNA (siRNA)分子,旨在抑制tau蛋白的表達(dá),而tau蛋白被認(rèn)為在神經(jīng)退行性變中起關(guān)鍵作用。聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)是一種可生物降解的生物相容性聚合物,用于美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)的幾種現(xiàn)有產(chǎn)品中,被用作納米粒子的基礎(chǔ)材料。研究人員系統(tǒng)地設(shè)計(jì)和研究了納米粒子的表面特性,以最大程度地使它們穿透健康小鼠中完整無損的BBB。這導(dǎo)致鑒定出獨(dú)特的納米顆粒設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)可使被封裝的siRNA跨完整BBB的轉(zhuǎn)運(yùn)最大化,并顯著改善腦細(xì)胞的攝取。

在通過新給藥系統(tǒng)接受抗tau siRNA的TBI小鼠中,觀察到tau蛋白表達(dá)降低了50%,而不管該配方是在受損BBB的臨時(shí)時(shí)間窗口內(nèi)或外部注入。相比之下,通過傳統(tǒng)給藥系統(tǒng)接收siRNA的小鼠tau蛋白沒有受到影響。

“除了證明這種藥物輸送到大腦的新平臺的實(shí)用性之外,這份報(bào)告首次確定,可以利用表面化學(xué)和涂層密度系統(tǒng)來調(diào)節(jié)納米粒子穿過具有緊密連接的生物屏障的滲透,”第一作者、麻醉、圍手術(shù)期和疼痛醫(yī)學(xué)科的Wen Li博士說。

除了瞄準(zhǔn)tau蛋白外,研究人員還在研究如何利用新型給藥平臺攻擊其他靶點(diǎn)。

Karp說:“在臨床轉(zhuǎn)化方面,我們希望超越tau蛋白,來驗(yàn)證我們的系統(tǒng)是否適用于其他靶點(diǎn)。我們使用創(chuàng)傷性腦損傷模型來探索和發(fā)展這項(xiàng)技術(shù),但基本上任何研究神經(jīng)障礙的人都可能發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)工作的益處。我們當(dāng)然有很多工作要做,但我認(rèn)為這為我們向多種治療靶點(diǎn)邁進(jìn)提供了重要的動(dòng)力,并將其推向人體試驗(yàn)�！�

參肽茶多酚改善中老年人記憶功能的臨床研究

參考文獻(xiàn)

Source:Brigham and Women’s Hospital

Nanoparticle drug-delivery system developed to treat brain disorders

Reference:

BBB pathophysiology–independent delivery of siRNA in traumatic brain injury

BY WEN LI, JIANHUA QIU, XIANG-LING LI, SEZIN ADAY, JINGDONG ZHANG, GRACE CONLEY, JUN XU, JOHN JOSEPH, HAOYUE LAN, ROBERT LANGER, REBEKAH MANNIX, JEFFREY M． KARP, NITIN JOSHI

SCIENCE ADVANCES01 JAN 2021 : EABD6889

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