За последние десятилетия исследователи определили биологические пути, ответственные за развитие нейродегенеративных заболеваний, и выделили молекулы, способные изменять их. Однако переход от результатов научных экспериментов к клинически одобренным методам лечения происходит медленно, отчасти из-за проблем, с которыми сталкиваются исследователи при доставке терапевтических средств через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) в мозг.

Группа исследователей из США создала платформу наночастиц, которая может облегчить доставку инкапсулированных лекарственных молекул мышам через ГЭБ. Моделирование черепно-мозговой травмы (ЧМТ) у мышей продемонстрировало, что система доставки наночастиц позволяет создать в три раза большую концентрацию лекарства в мозге, чем обычные методы доставки, что может открыть возможности для терапии многочисленных неврологических расстройств. Результаты научного эксперимента были опубликованы в журнале Science Advances.

Ранее разработанные подходы к доставке терапевтических средств в мозг после ЧМТ основаны на коротком промежутке времени после травмы головы, когда ГЭБ временно нарушается, то есть увеличивается его проницаемость. Однако после того, как ГЭБ восстановят в течение нескольких недель, у врачей снова нет инструментов для эффективной доставки лекарств.

«Очень сложно доставить через ГЭБ  лекарственные средства, состоящие как из больших, так и из маленьких молекул, - сказал один из авторов исследования, доктор Нитин Джоши. - Наше решение заключалось в том, чтобы заключить лекарства в биосовместимые наночастицы с точно сконструированными поверхностными свойствами, которые позволяют им проникнуть через ГЭБ, независимо от его состояния».

Технология может позволить врачам лечить последствия ЧМТ, которые развиваются в течение последующих месяцев и даже лет после заживления ГЭБ и способны приводить к болезни Альцгеймера, Паркинсона, а также другим нейродегенеративным заболеваниям.

Терапевтическим средством в данном исследовании служила молекула малой интерферирующей РНК (siRNA), предназначенная для подавления экспрессии тау-белка, который, как полагают, играет ключевую роль в нейродегенеративных изменениях.  В качестве основного материала для наночастиц был использован полимер, состоящий из цепочек молочной и гликолевой кислоты, или PLGA. Подобный выбор исследователи сделали ввиду того, что PLGA относится к биоразлагаемым и биосовместимым соединениям. Он уже используется в нескольких существующих продуктах и одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA).

Исследователи изучали поверхностные свойства наночастиц, чтобы максимально увеличить их проникновение через неповрежденный ГЭБ у здоровых мышей. Это привело к идентификации уникальной конструкции наночастиц, которая увеличила транспорт инкапсулированной siRNA через интактный ГЭБ и значительно улучшила захват лекарства клетками мозга.

В результате у мышей с ЧМТ, которые получали siRNA против тау-белка через новую систему доставки, наблюдалось снижение экспрессии тау-белка на 50%, независимо от того, вводили ли препарат во время нарушения ГЭБ на фоне травмы или уже после.

В будущем исследователи планируют изучить возможность доставки других терапевтических средств через ГЭБ, чтобы расширить спектр применения новой технологии.

doi.org/10.1126/sciadv.abd6889