Rekommenderas, 2020

Redaktionen

Gift ekutslag: Bilder och behandlingsalternativ
Vad är hypotyreoidism?
Fjorton hem rättsmedel för knäsmärta

Nanopartikel nässpray kan erbjuda snabb och säker leverans av droger till hjärnan

Traversering av blod-hjärnbarriären är en utmaning för läkemedelsutvecklare. Nu, efter att ha testat metoden i johannesbrott, visar ett teknikerteam hur en aerosol nässpray som innehåller guldnanopartiklar kan erbjuda ett icke-invasivt och snabbt sätt att leverera droger till hjärnan.


Forskare föreslår att leverans av droger till hjärnan med hjälp av nanopartiklar i en nässpray kan vara en effektiv och snabb metod som kan övervinna problemet med att korsa blod-hjärnbarriären.

Teamet - från University of Washington i St. Louis (WUSTL), MO - beskriver bevis-av-konceptet forskning i tidningen Vetenskapliga rapporter.

För att hjärnan ska fungera måste den fungera i en tätt kontrollerad kemisk miljö som skyddas mot de mer varierade fluktuationerna i resten av kroppen.

Denna stabila miljö upprätthålls av blod-hjärnbarriären, vilken innefattar skikt av specialiserade celler i de inre blodkärlarnas inre foder i hjärnan och ryggmärgen.

Blod-hjärnbarriären hindrar toxiner från att komma in i hjärnans och ryggmärgsvävnaderna. Tyvärr gör jobbet så bra att det också håller ut många droger, som de som brukade döda cancerceller.

Ett sätt att övervinna detta är att leverera droger till hjärnan med injektioner. Sådana invasiva tillvägagångssätt är emellertid riskabla, eftersom de kan skada vävnad och har liten kontroll över fördelningen av drogerna från injektionspunkten, noterar studieforskarna.

Således, för att hitta ett effektivt och mindre riskabelt alternativ, beslutade WUSTL-teamet att undersöka möjligheterna att använda nanopartiklar för att bära droger i hjärnan genom näsan.

Näsa ger enkel åtkomst till hjärnan

Intresset att använda nanoteknik - förmågan att kontrollera materia på atom- och molekylär skala - att utveckla nya diagnostiska verktyg och behandlingar växer, notera författarna i sin studierapport.

Ett antal nya nanomaterial har använts för att bära droger till specifika mål i organ och vävnader. Dessa verkar maximera läkemedlets effektivitet samtidigt som biverkningarna minimeras.

Medförfattare Barani Raman, docent i biomedicinsk teknik, säger att näsan erbjuder den kortaste - och troligtvis den enklaste - vägen till hjärnan.

Han och hans kollegor noterar att från olika studier har guld nanopartiklar framkommit som det material som valts för läkemedelsleverans. De är relativt lätta att syntetisera och anpassa, och de har god biokompatibilitet.

Teamet utvecklade en ny aerosol diffusion metod som deponerar guld nanopartiklar i de övre regionerna i näshålan. De producerade nanopartiklarna till en kontrollerad form, storlek och ytbelastning och märkte dem med fluorescerande markörer så att de kunde spåra dem.

Sprängor erbjuder en bra modell av den mänskliga blod-hjärnbarriären

Forskarna testade effektiviteten hos nanopartikel aerosolen i johannesbröd eftersom deras blod-hjärnbarriärer har likheter med människors - speciellt när de går igenom nasan.

Prof. Raman förklarar att hos människor, för att nå hjärnan genom näsan, måste nanopartiklarna resa genom olfaktorisk glödlampa och sedan den olfaktiva cortexen, "två reläer och du har nått cortexen", säger han.

"Samma sak gäller för ryggradslösa elkretsar," tillägger han, även om den senare är ett relativt enklare system med a supraesophageal ganglion istället för en olfaktorisk glödlampa och cortex. "

Teamet exponerade johannesantennens antenner till aerosolen och spårade utvecklingen av de märkta nanopartiklarna. Inom några få minuter hade nanopartiklarna traversat insektens olfaktoriska kretsar, passerat genom hjärnblodspärren och suffused hjärnvävnaden.

Teamet visade att nanopartiklarna inte påverkade insekternas hjärnfunktion. De uppmätta de elektrofysiologiska svaren hos sprinklarnas olfaktoriska neuroner före och efter behandlingen och fann ingen märkbar skillnad upp till flera timmar efteråt.

Forskarna säger att nästa steg i sin forskning kommer att vara att ladda nanopartiklarna med olika droger och använda ultraljud för att rikta exakta doser för att nå specifika delar av hjärnan. Sådana metoder kan potentiellt göra stor skillnad för behandling av hjärntumörer.

"Blood-brain barrier skyddar hjärnan från främmande ämnen i blodet som kan skada hjärnan. Men när vi behöver leverera något där, är det svårt och invasivt att komma igenom den barriären. Vår icke-invasiva teknik kan leverera droger via nanopartiklar, så det finns mindre risk och bättre svarstider. "

Prof. Barani Raman

Lär dig hur lösligt acetylsalicylsyra kan vara ett genombrott för behandling av hjärntumörer.

Populära Kategorier

Top