En las últimas décadas, los investigadores han identificado vías biológicas que conducen a enfermedades neurodegenerativas y han desarrollado agentes moleculares prometedores para atacarlas. Sin embargo, la traducción de estos hallazgos en tratamientos clínicamente aprobados ha progresado a un ritmo mucho más lento, en parte debido a ladesafíos que enfrentan los científicos en la administración de terapias a través de la barrera hematoencefálica BBB y en el cerebro. Para facilitar la administración exitosa de agentes terapéuticos al cerebro, se creó un equipo de bioingenieros, médicos y colaboradores en Brigham and Women's Hospital y Boston Children's Hospitaluna plataforma de nanopartículas, que puede facilitar la administración terapéuticamente efectiva de agentes encapsulados en ratones con una BHE físicamente rota o intacta. En un modelo de ratón de lesión cerebral traumática TBI, observaron que el sistema de administración mostraba tres veces más acumulación en el cerebro que las convencionalesmétodos de administración y también era terapéuticamente eficaz, que podía operaren posibilidades para el tratamiento de numerosos trastornos neurológicos.Los hallazgos se publicaron en avances científicos .
Los enfoques previamente desarrollados para administrar terapias en el cerebro después de una LCT se basan en el corto período de tiempo después de una lesión física en la cabeza, cuando la BBB se rompe temporalmente. Sin embargo, después de que la BBB se repara en unas pocas semanas, los médicos carecen de herramientaspara una administración eficaz de fármacos.
"Es muy difícil administrar agentes terapéuticos de moléculas grandes y pequeñas a través de la BHE", dijo el autor correspondiente Nitin Joshi, PhD, bioingeniero asociado en el Centro de Nanomedicina en el Departamento de Anestesiología, Perioperatorio y Medicina del Dolor de Brigham.Nuestra solución fue encapsular agentes terapéuticos en nanopartículas biocompatibles con propiedades de superficie diseñadas con precisión que permitirían su transporte terapéuticamente efectivo al cerebro, independientemente del estado de la BHE ".
La tecnología podría permitir a los médicos tratar lesiones secundarias asociadas con TBI que pueden conducir a Alzheimer, Parkinson y otras enfermedades neurodegenerativas, que pueden desarrollarse durante los meses y años siguientes una vez que la BBB haya sanado.
"Poder administrar agentes a través de la BBB en ausencia de inflamación ha sido algo así como un santo grial en el campo", dijo el coautor principal Jeff Karp, PhD, del Departamento de Anestesiología, Perioperatorio y Medicina del Dolor de Brigham. "Nuestro enfoque radicalmente simple es aplicable a muchos trastornos neurológicos en los que se desea la administración de agentes terapéuticos al cerebro".
Rebekah Mannix, MD, MPH, de la División de Medicina de Emergencia del Boston Children's Hospital y coautora principal del estudio, enfatizó además que la BBB inhibe la administración de agentes terapéuticos al sistema nervioso central SNC durante una ampliavariedad de enfermedades agudas y crónicas. "La tecnología desarrollada para esta publicación podría permitir la administración de una gran cantidad de medicamentos diversos, incluidos antibióticos, agentes antineoplásicos y neuropéptidos", dijo. "Esto podría cambiar las reglas del juego para muchas enfermedades quemanifestar en el SNC. "
El tratamiento utilizado en este estudio fue una pequeña molécula de ARN interferente ARNip diseñada para inhibir la expresión de la proteína tau, que se cree que desempeña un papel clave en la neurodegeneración. Poli ácido láctico-co-glicólico o PLGA, un polímero biodegradable y biocompatible utilizado en varios productos existentes aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU., se utilizó como material base para las nanopartículas. Los investigadores diseñaron y estudiaron sistemáticamente las propiedades de la superficie de las nanopartículas para maximizar su penetración a través de la superficie intacta y sin daños.BBB en ratones sanos. Esto condujo a la identificación de un diseño de nanopartículas único que maximizó el transporte del ARNip encapsulado a través de la BBB intacta y mejoró significativamente la captación por las células cerebrales.
Se observó una reducción del 50 por ciento en la expresión de tau en ratones con TBI que recibieron ARNip anti-tau a través del nuevo sistema de administración, independientemente de que la formulación se infundiera dentro o fuera de la ventana temporal de la BHE infringida. Por el contrario, la tau no fueafectados en ratones que recibieron el ARNip a través de un sistema de administración convencional.
"Además de demostrar la utilidad de esta nueva plataforma para la administración de fármacos al cerebro, este informe establece por primera vez que se puede aprovechar la modulación sistemática de la química de la superficie y la densidad del recubrimiento para ajustar la penetración de nanopartículas a través de barreras biológicas conjunction ", dijo el primer autor Wen Li, PhD, del Departamento de Anestesiología, Medicina Perioperatoria y del Dolor.
Además de apuntar a tau, los investigadores tienen estudios en curso para atacar objetivos alternativos utilizando la nueva plataforma de entrega.
"Para la traducción clínica, queremos mirar más allá de tau para validar que nuestro sistema sea compatible con otros objetivos", dijo Karp. "Usamos el modelo de TBI para explorar y desarrollar esta tecnología, pero básicamente cualquier persona que estudie un trastorno neurológico podría encontrareste trabajo beneficioso. Ciertamente tenemos mucho trabajo por delante, pero creo que esto nos da un impulso significativo para avanzar hacia múltiples objetivos terapéuticos y estar en condiciones de avanzar hacia las pruebas en humanos ".
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Materiales proporcionado por Hospital Brigham and Women's . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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