Ученые впервые пробили в ГЭБ брешь для эффективной доставки лекарств

В течение минувших десятилетий ученые обнаружили биологические пути, ведущие к нейродегенеративным заболеваниям, и разработали перспективные молекулярные агенты для использования в качестве мишеней.

Однако превращение этих находок в клинически одобренное лечение происходит намного медленнее, и отчасти из-за проблем, с которыми ученые сталкиваются при попытке доставить лекарственные средства через гематоэнцефалический барьер в головной мозг.

Чтобы облегчить этот процесс, группа биоинженеров, врачей и сотрудников женской больницы Бригама и Бостонской детской больницы разработалаплатформу из наночастиц, способную упростить эффективную в плане лечения доставку инкапсулированных агентов в организм двух групп мышей — с физически нарушенным и невредимым гематоэнцефалическим барьером.

В модели с травмой ученые отметили троекратное накопление агента в мозге, нежели удается добиться с помощью обычных методов доставки. Такой метод признали терапевтически эффективным и перспективным для лечения неврологических расстройств.

Результаты опубликованы в издании Science Advances.

Разработанные ранее методы доставки лекарств в мозг после травмы полагаются на короткий промежуток времени, когда гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) временно нарушен. Но после восстановления ГЭБ, спустя несколько недель, эта лазейка закрывается.

— Очень трудно доставить большие и малые молекулы лекарств через ГЭБ, сообщил доктор и соавтор статьи Нитин Джоши. — Мы решили инкапсулировать лечебные агенты в биосовместимые наночастицы с точно спроектированными свойствами поверхности, которые обеспечивают эффективную передачу лекарств в мозг независимо от состояния ГЭБ.

Технология такого рода позволит врачам лечить вторичные травмы мозга, которые могут привести к развитию к болезни Альцгеймера, Паркинсона и другим нейродегенеративным заболеваниям. Эти заболевания развиваются, как правило, спустя месяцы и даже годы после восстановления ГЭБ.

— Суметь доставить лекарства через здоровый и полностью функционирующий ГЭБ  — это своего рода святой грааль в данной области медицины, — отметил другой соавтор, доктор Джефф Карп. — Наш радикально простой метод эффективен при разных неврологических расстройствах, для лечения которых требуется доставка препарата в мозг.

Доктор Ребекка Маникс, еще один соавтор исследования из Бостонской детской больницы, подчеркнула, что ГЭБ препятствует доставке в ЦНС препаратов, необходимых при широком спектре острых и хронических заболеваний.

— Технология, которую мы разработали, позволит доставлять разнообразные лекарства, включая антибиотики, противоопухолевые препараты и нейропептиды, сказала она. — Все это способно изменить ситуацию с лечением многих болезней.

В качестве терапевтического агента использовали молекулу РНК, которая блокирует синтез белка тау. Ученые убеждены, что этот белок играет ключевую роль в нейродегенерации. Базовый материал для наночастиц — сополимер молочной и гликолевой кислот (PLGA), биоразлагаемый и биосовместимый., который уже используют с некоторых одобренных FDA продуктах.

Ученые постоянно работали над улучшением поверхностных свойств наночастиц для оптимального пррникновения через ГЭБ и в итоге получили уникальную конструкцию, которая максимально увеличила передачу инкапсулированной РНК через здоровый ГЭБ, а также улучшила поглощение лекарства клетками мозга.

У мышей, получивших препарат таким способом, наблюдалась сниженная на 50% экспрессия тау-протеина по сравнению с обычными методами.

— Помимо всего мы впервые установили, что изменение химического состава и плотности поверхности частиц можно применять для ускорения их проникновния через плотные барьеры, — заявил первый автор исследования доктор Вэнь Ли.

В дальнейшем ученые намерены исследовать новую платформу для таргетирования препаратов на альтернативные цели.

04.01.2021