特洛伊木马可以帮助毒品通过我们大脑中艰难的边境巡逻
硬化症、帕金森病、阿尔茨海默病和癫痫都是中枢神经系统疾病。它们也很难治疗，因为大脑受到血脑屏障的保护。
血脑障碍作为血液和大脑之间的边界墙，只允许某些分子进入大脑。水和氧气可以通过，酒精和咖啡等其他物质也可以。但它确实能阻止超过99%的潜在神经保护化合物到达大脑中的目标。
现在，哥本哈根大学的一组研究人员在一项包括有意识的小鼠在内的活体研究中，发现了如何欺骗血脑屏障的不透水墙壁的直接见解药物输送对大脑。
他们研究了所谓的纳米颗粒脂质体药物载体，并将它们送入血脑屏障，同时在整个系统中跟踪和监测它们。
“在这项研究之前，人们并不了解活体大脑的血脑屏障发生了什么，以及为什么会发生一些事情纳米粒子交叉，其他人不会。在这方面，血脑屏障是事件之间的一个黑盒子药品监督管理局大脑中的检测仍然模糊不清。人们甚至怀疑纳米颗粒是否可能进入大脑。通过我们的论文，我们现在提供了纳米颗粒进入大脑的直接证据，并描述了它发生的原因、时间和地点，”神经科学系助理教授Krzysztof Kucharz说。
在丹麦技术大学和奥尔堡大学同事的帮助下，研究人员使用双光子成像来解构血脑屏障，以了解纳米颗粒药物载体如何在活体体内穿过血脑屏障。
“我们在这一过程的每一步都监测了纳米颗粒进入大脑的情况，为未来的药物设计提供了有价值的知识。具体来说，我们展示了哪些血管段是最有效的靶向纳米颗粒，使其能够进入大脑。由于我们能够在单个纳米颗粒水平上监测药物载体，我们现在提供了一个新的平台来开发更有效和更安全的治疗方法，”Kucharz说。
这项研究发表于自然通讯的研究表明，靶向大脑的纳米颗粒在毛细血管和小静脉中被内皮细胞捕获，内皮细胞是血脑屏障中的细胞，它允许或拒绝分子进入我们的脑组织。
“类似于神话中的特洛伊木马，它们被内皮细胞识别，并通过血脑屏障运输到大脑。这些纳米颗粒有一个货运空间，可以装载神经保护药物来治疗许多神经退行性疾病。这种方法目前正在脑癌、中风、阿尔茨海默病和帕金森病的许多临床和临床前试验中进行测试。然而，纳米颗粒运输到大脑的水平仍然很低，需要改善才能达到临床意义。因此，我们非常需要优化纳米颗粒给药，而要做到这一点，了解纳米颗粒如何与血脑屏障相互作用至关重要。这就是我们发挥作用的地方，”库查兹说。
研究人员使用双光子成像方法来研究纳米颗粒，使他们能够打开血脑屏障黑盒子，并获得纳米颗粒穿过血脑屏障的全貌。他们用荧光分子标记这些粒子，这使得纳米载体在活的、完整的大脑中的显微镜观察达到单个纳米粒子的分辨率水平。
他们观察了纳米颗粒如何在血液中循环，它们如何随着时间的推移与内皮细胞结合，有多少被内皮细胞吸收，有多少被内皮细胞遗弃，它们一旦进入血管会发生什么血脑屏障以及纳米颗粒进入大脑的位置。然后，他们观察到脑血管对纳米颗粒的处理方式不同，允许或拒绝纳米颗粒进入脑组织取决于血管类型。
Kucharz说:“尽管不同血管类型的内皮细胞的解剖结构和功能不同，但迄今为止，在药物输送研究中，大脑的这一主要特征被忽视了，它是否或如何影响药物输送还不清楚。”
他们表明，纳米颗粒主要可以进入大脑大血管，即小静脉，小静脉被所谓的血管周围空间包围，而不是像以前认为的那样，小而多的毛细血管。血管周围空间包围小静脉，使纳米颗粒更容易离开内皮并进一步进入大脑;毛细血管中没有这种空间。
“我们的研究结果挑战了假设的观点，即毛细血管是纳米颗粒运输到大脑的主要位点。相反，小静脉应该是有效的纳米颗粒药物输送到大脑的目标，”Kucharz说。
作者开发的方法学平台可能构成一个很好的平台，可以微调纳米颗粒配方，增加对大脑的运输，并为未来的新设计提供有价值的信息药物交付系统。这将有望为有效治疗提供一个巨大的飞跃大脑障碍。
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