纳米粒子药物递送系统开发治疗脑病

在过去的几十年里，研究人员已经确定了导致神经退行性疾病的生物途径，并开发了有希望的分子剂来靶向它们。然而，这些发现转变为临床批准的治疗的结果已经以较慢的速度进行了进展，部分原因是科学家们面临血脑屏障（BBB）和大脑中的治疗方法。为了便于将治疗剂的成功交付给大脑，Brigham和Wigham和女性医院和波士顿儿童医院的生物工程师，医生和合作者的团队创造了一个纳米粒子平台，可以促进治疗有效的小鼠中的包封剂与物理违规的封装药物完整的BBB。在创伤性脑损伤（TBI）的小鼠模型中，他们观察到递送系统比常规的递送方法显示出大脑中积累的三倍，并且还具有治疗有效性，这可能是治疗许多神经系统疾病的可能性。调查结果发表在科学的进步。

以前开发的方法提供治疗到脑在TBI依赖于在头部的物理伤害后的短时间内，当BBB暂时违反时。但是，在几周内BBB修复后，医生缺乏有效药物递送的工具。

通讯作者Nitin Joshi博士说:“要让小分子和大分子治疗药物同时通过血脑屏障是非常困难的。”他是布里格姆麻醉、围手术期和疼痛医学系纳米医学中心的副生物工程师。“我们的解决方案是将治疗药物封装在生物相容性纳米颗粒中，这些纳米颗粒具有精确设计的表面特性，能够使它们在不受血脑屏障状态影响的情况下，有效地运输到大脑。”

该技术可以使医生能够治疗与TBI相关的二次伤害，这可以导致阿尔茨海默，帕金森等神经退行性疾病，一旦血脑屏障愈合，它就会在随后的几个月甚至几年里发展。

布里格姆麻醉学、围手术期和疼痛医学部门的共同高级作者杰夫·卡普博士说:“在无炎症的情况下，能够在血脑屏障内传递药物已经是该领域的圣杯。”“我们极其简单的方法适用于许多神经系统疾病，这些疾病需要将治疗药物输送到大脑。”

波士顿儿童医院紧急医学分部的雷维卡Mannix，MPR进一步强调，BBB抑制了治疗剂向中枢神经系统（CNS）进行了广泛的急性和慢性疾病。“为本出版物开发的技术可以允许交付大量不同的药物，包括抗生素，抗肿瘤剂和神经肽，”她说。“这可能是一个在CNS中那么多疾病的游戏更换者。”

本研究中使用的治疗性是一种小的干扰RNA（siRNA）分子，旨在抑制Tau蛋白的表达，这被认为在神经变性中发挥关键作用。聚（乳酸共聚乙醇酸）或PLGA，用于在美国食品和药物管理批准的几种现有产品中使用的可生物降解和生物相容性聚合物作为纳米颗粒的基础材料。研究人员系统地设计并研究了纳米颗粒的表面性质，以最大化它们在健康小鼠中穿过完整的未损伤的BBB的渗透。这导致识别独特的纳米颗粒设计，最大化封装的siRNA在完整的BBB上传输，并显着改善了脑细胞的摄取。

在TBI小鼠中观察到TBI小鼠的50％减少，该小鼠通过新型递送系统接受抗Tau siRNA，无论是否在违规BBB的临时窗口内或外部的临时窗口中都有。相比之下，TAU在通过传统的递送系统接受siRNA的小鼠受到影响。

“除了证明该新颖平台的药物递送到大脑中的效用外，本报告首次建立了对表面化学和涂层密度的系统调制，可以利用，以调整纳米颗粒的渗透跨越紧密交界处的生物屏障，“首次作者温丽，博士，麻醉科，围手术期和止痛药。

除了针对TAU之外，研究人员还在进行攻击替代目标的研究中，使用新颖的交付平台进行攻击替代目标。

“对于临床翻译，我们希望超越Tau以验证我们的系统适用于其他目标，”Karp说。“我们利用TBI模型探索和发展这项技术，但基本上有人学习神经系统疾病可能会发现这种有益的工作。我们肯定有我们的工作削减了，但我认为这为我们提供了重要的势头，让我们推进多种治疗目标并处于前进的人体测试。“

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