Traversering af blod-hjernebarrieren er en udfordring for lægemiddeludviklere. Nu, efter at have testet metoden i græshoppe, viser et team af ingeniører hvordan en aerosol næsespray, der indeholder guld nanopartikler, kan tilbyde en ikke-invasiv og hurtig måde at levere medicin til hjernen.

Forskere foreslår, at levering af narkotika til hjernen ved hjælp af nanopartikler i en næsespray kunne være en effektiv og hurtig metode, der er i stand til at overvinde problemet med at krydse blod-hjernebarrieren.

Holdet - fra University of Washington i St. Louis (WUSTL), MO - beskriver bevis for konceptforskningen i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

For at hjernen skal fungere, skal den fungere i et tæt kontrolleret kemisk miljø, som er beskyttet mod de mere varierede udsving i resten af ​​kroppen.

Dette stabile miljø opretholdes af blod-hjernebarrieren, som omfatter lag af specialiserede celler i de indre blodkar i hjernen og rygmarven.

Blodhjernebarrieren forhindrer toksiner i at komme ind i hjernens og rygmarvets væv. Desværre gør jobbet så godt, at det også holder mange stoffer tilbage, som dem, der plejede at dræbe kræftceller.

En måde at overvinde dette på er at levere narkotika til hjernen ved hjælp af injektioner. Imidlertid er sådanne invasive tiltag risikable, da de kan beskadige væv og have ringe kontrol over fordelingen af ​​stofferne fra indsprøjtningsstedet, bemærk forskerne.

I et forsøg på at finde et effektivt og mindre risikabelt alternativ besluttede WUSTL-teamet for at undersøge potentialet ved at bruge nanopartikler til at bære narkotika i hjernen gennem næsen.

Næsen giver nem adgang til hjernen

Interessen for at bruge nanoteknologi - evnen til at kontrollere materiel på atom- og molekylær skala - at udvikle nye diagnostiske værktøjer og behandlinger vokser, bemærk authorsne i deres studierapport.

En række nye nanomaterialer er blevet brugt til at bære medicin til specifikke mål i organer og væv. Disse ser ud til at maksimere lægemiddel effektivitet samtidig minimere bivirkninger.

Medforfatter Barani Raman, lektor i biomedicinsk teknik, siger at næsen giver den korteste - og sandsynligvis den nemmeste - vej til hjernen.

Han og hans kolleger bemærker, at fra forskellige undersøgelser er guldnanopartikler fremkommet som det materiale, der er valg til lægemiddellevering. De er relativt nemme at syntetisere og tilpasse, og de har god biokompatibilitet.

Holdet udviklede en ny aerosol diffusion metode, der deponerer guld nanopartikler i de øvre områder af næsehulen. De producerede nanopartiklerne til en kontrolleret form, størrelse og overfladeafgift og mærket dem med fluorescerende markører, så de kunne spore dem.

Sprøjter tilbyder en god model af den menneskelige blod-hjerne barriere

Forskerne testede effektiviteten af ​​nanopartikel aerosolen i johannesbrød, fordi deres blod-hjerne barrierer har ligheder med dem hos mennesker - især når de går gennem næsen.

Prof. Raman forklarer, at i mennesker for at nå hjernen gennem næsen, skal nanopartiklerne rejse gennem olfaktorisk pære og derefter den olfaktoriske cortex, "to relæer, og du har nået cortexen", siger han.

"Det samme gælder for hvirvelløse olfaktoriske kredsløb," tilføjer han, "selv om sidstnævnte er et forholdsvis enklere system med [a] supraesophageal ganglion i stedet for en lugtfuld bulb og cortex."

Holdet eksponerede johannesens antenner til aerosolen og spores udviklingen af ​​de mærket nanopartikler. Inden for et par minutter havde nanopartiklerne krydset insektens olfaktoriske kredsløb, passeret gennem hjerneblodspærren og suffunder hjernevævet.

Holdet viste, at nanopartiklerne ikke påvirker insekternes hjernefunktion. De måler de elektrofysiologiske reaktioner fra sprøjtens olfaktoriske neuroner før og efter behandling og fandt ingen signifikant forskel op til flere timer bagefter.

Forskerne siger, at den næste fase af deres forskning vil være at indlæse nanopartikler med forskellige stoffer og bruge ultralyd til at målrette præcise doser for at nå bestemte områder af hjernen. Sådanne metoder kan potentielt gøre en stor forskel for behandlingen af ​​hjernetumorer.

Blodhjernebarrieren beskytter hjernen mod fremmede stoffer i blodet, som kan skade hjernen. Men når vi skal levere noget der, er det svært og invasivt at komme igennem den barriere. Vores ikke-invasive teknik kan levere narkotika via nanopartikler, så der er mindre risiko og bedre responstid."

Prof. Barani Raman

Lær, hvordan opløselige aspirin kan være et gennembrud til behandling af hjernetumorer.

Willy Wonka And The Chocolate Factory (Video Medicinsk Og Professionel 2024).