Sinajaus kalno Icahn medicinos mokyklos mokslininkai sukūrė novatorišką metodą, pademonstruotą pelių modeliuose ir izoliuotuose žmogaus smegenų audiniuose, kad būtų saugiai ir veiksmingai tiekiama terapija į smegenis, suteikiant naujų galimybių gydyti įvairias neurologines ir psichikos ligas.
Paskelbta lapkričio 25 d. internetiniame numeryje Gamtos biotechnologijatyrime pristatoma pirmoji tokio tipo kraujo ir smegenų barjero konjugato (BCC) sistema, skirta įveikti apsauginį barjerą, kuris paprastai blokuoja didelėms biomolekulėms pasiekti centrinę nervų sistemą (CNS). Straipsnis pavadintas „Intraveninis kraujo ir smegenų barjerą kertančių konjugatų vartojimas palengvina biomakromolekulių transportavimą į centrinę nervų sistemą“.
Hematoencefalinis barjeras yra natūralus apsauginis skydas, kuris neleidžia kenksmingoms medžiagoms patekti į smegenis. Tačiau jis taip pat blokuoja gyvybę gelbstinčių vaistų tiekimą, sukeldamas didelį iššūkį gydant tokias ligas kaip amiotrofinė šoninė sklerozė (ALS), Alzheimerio liga, priklausomybė ir daugelis kitų CNS sutrikimų.
BCC platforma naudojasi specializuotu biologiniu procesu, vadinamu γ-sekretazės sukelta transcitoze, kad didelės terapinės molekulės, pvz., oligonukleotidai ir baltymai, patektų tiesiai į smegenis per paprastą intraveninę injekciją.
„Kraujo-smegenų barjeras yra esminis gynybos mechanizmas, tačiau jis taip pat yra didelis iššūkis tiekiant vaistus į smegenis“, – sako bendradarbis vyresnysis autorius Yizhou Dong, Ph.D., imunologijos ir imunoterapijos profesorius ir narys. Icahn Genomics Institute ir Marc and Jennifer Lipschultz Precision Imunology Institute, Icahn Mount Sinai.
„Mūsų BCC platforma pažeidžia šią kliūtį, leisdama biomakromolekulėms, įskaitant oligonukleotidus, saugiai ir efektyviai pasiekti CNS.
Tyrimas parodė, kad kai mokslininkai pelėms suleido junginį, vadinamą BCC10, susietą su specializuotais genetiniais įrankiais, žinomais kaip antisensiniai oligonukleotidai, jis sėkmingai sumažino žalingų genų aktyvumą smegenyse.
Transgeniniame pelės modelyje ALS (motorinių neuronų liga) gydymas žymiai sumažino ligą sukeliančio geno, vadinamo Sod1, ir su juo susijusio baltymo lygį. Panašiai skirtingas antisensinis oligonukleotidas, susietas su BCC10, labai sumažino kitą geną Mapt, kuris koduoja tau baltymą ir yra Alzheimerio ligos ir kitų demencijos gydymo taikinys.
BCC10 pasirodė esąs labai veiksmingas perduodant šiuos genetinius įrankius į smegenis, pagerindamas jų gebėjimą nutildyti kenksmingus genus įvairiuose modeliuose ir net laboratorijoje tirtuose žmogaus smegenų audinio mėginiuose. Svarbu tai, kad gydymas pelėms buvo gerai toleruojamas, todėl, naudojant ištirtas dozes, pagrindiniai organai buvo pažeisti mažai arba visai nebuvo, teigia tyrėjai.
Nepaisant pastarojo meto pažangos šioje srityje, vis dar yra neatidėliotinas poreikis technologijų, kurios galėtų apeiti kraujo ir smegenų barjerą ir pagerinti biomakromolekulėmis pagrįstų terapijų tiekimą į centrinę nervų sistemą sisteminiu būdu.
„Mūsų platforma galėtų potencialiai išspręsti vieną iš didžiausių kliūčių atliekant smegenų tyrimus – saugiai ir efektyviai įveikti dideles terapines molekules per kraujo ir smegenų barjerą“, – sako bendradarbis vyresnysis autorius Ericas J. Nestleris, medicinos mokslų daktaras, Nash Family. Neurologijos profesorius, Friedmano smegenų instituto direktorius ir Icahn Mount Sinai akademinių reikalų dekanas bei vyriausiasis mokslinis pareigūnas. Sinajaus kalno sveikatos sistema.
„Ši plėtra gali pagerinti daugelio smegenų ligų gydymą.”
Be to, tyrėjai planuoja atlikti tolesnius didelių gyvūnų modelių tyrimus, kad patvirtintų platformą ir išplėtotų jos terapinį potencialą.