Нові нейромедіатори ефективно долають гематоенцефалічний бар'єр

Гематоенцефалічний бар’єр є серйозною проблемою для лікарів, завданням яких є забезпечити доставку лікарських засобів та інших терапевтичних речовин безпосередньо в головний мозок.

Нове дослідження, проведене вченими з Університету Тафтса (Tufts University), США, описує спосіб безпечної доставки лікарських засобів через гематоенцефалічний бар’єр.

Дослідники виявили, що певні нейромедіатори можуть допомогти наночастинкам на основі ліпідів потрапляти через гематоенцефалічний бар’єр в головний мозок.

Один з авторів дослідження, біомедичний інженер Цяобін Сюй (Qiaobing Xu) повідомляє:

«Ми можемо доставляти широкий спектр молекул, упаковуючи їх у наночастинки на ліпідній основі без хімічної модифікації самих лікарських засобів. Ми також можемо досягти доставки препаратів через гематоенцефалічний бар’єр, не порушуючи цілісності бар’єра».

Результати дослідження опубліковані у виданні «Science Advances».

Особливості гематоенцефалічного бар’єра

Гематоенцефалічний бар’єр складається з ендотеліальних клітин, які не дозволяють чужорідним молекулам виходити з кровоносних судин і потрапляти в мозкову рідину, де вони можуть вплинути на нейрони та інші клітини головного мозку. Бар’єр дуже селективний у відношенні до чужорідних молекул, які він пропускає в головний мозок, включаючи терапевтичні речовини.

Незважаючи на те, що низькомолекулярні або макромолекулярні лікарські засоби потенційно здатні лікувати пухлини головного мозку, інфекції, нейродегенеративні розлади та інсульт, наявність гематоенцефалічного бар’єра ускладнює застосування таких методів лікування.

Вчені намагалися знайти різні обхідні шляхи, але жоден з них не виявився досить безпечним або ефективним. Потенційні ризики включають нейротоксичність, розвиток інфекції та пошкодження тканин.

У пошуках вирішення цієї проблеми дослідники вивчили можливість використання «носіїв», таких як моноклональні антитіла і модифіковані віруси, які здатні пройти через гематоенцефалічний бар’єр, забираючи з собою терапевтичні молекули.

Даний підхід виявився більш безпечним і ефективним. Вчені також з деяким успіхом досліджували аналогічне використання полімерів, нанокапсул і наночастинок.

Нейромедіатори, що «відчиняють двері»

Проте гематоенцефалічний бар’єр все ж не дозволяє деяким нейромедіаторам проникати в головний мозок. Ц. Сюй і його колеги розробили систему, яка використовує особливий клас нейромедіаторів як засіб подолання даного бар’єру. Своє дослідження вчені проводили на мишиній моделі.

Автори дослідження почали з приєднання одного з цих нейромедіаторів до жирів або ліпідоподібних молекул. Потім вони додали ці комбіновані нейромедіатори-ліпоїди (НТ-ліпоїди) у ліпідні наночастинки (lipid-nanoparticles — LNP).

LNP — це маленькі ліпідні бульбашки, у які вчені вводили терапевтичні молекули. Вчені можуть вводити NT-ліпоїдні LNP та молекули, які вони містять, внутрішньовенно.

Коли LNP досягають гематоенцефалічного бар’єра, нейромедіатор, який входить до їх складу, забезпечує прохід через бар’єр та безпечну доставку молекули безпосередньо до нейронів та інших клітин головного мозку.

Співавтор дослідження Фейхе Ма (Feihe Ma) зазначає:

«Це простий та ефективний метод, який потенційно може широко застосовуватися. Додавати НТ-ліпоїди — це все одно, що прикріплювати адресну мітку для доставки в головний мозок».

Дослідники з лабораторії Ц. Сюй повідомляють про успішну доставку наступних NT-ліпоїдних LNP:

• амфотерицин В, низькомолекулярний протигрибковий препарат;
• тау-антисмисловий олігонуклеотид, який пригнічує вироблення тау-білків, пов’язаних із хворобою Альцгеймера;
• GFP-Cre, білок, що редагує геном.

«Сила нашого методу в його надзвичайній універсальності», — підкреслив Ц. Сюй.

За матеріалами www.medicalnewstoday.com