为治疗脑部疾病而开发的纳米粒子给药系统

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制剂来靶向这些疾病。然而，将这些发现转化为临床批准的治疗方法的进展速度要慢得多，部分原因是科学家在将治疗方法穿过血脑屏障(BBB)并进入大脑方面面临的挑战。为了促进治疗药物成功输送到大脑，布莱根妇女医院和波士顿儿童医院的生物工程师、医生和合作者团队创建了一个纳米颗粒平台，该平台可以在有物理破裂或完整血脑屏障的小鼠体内有效地输送封装的药物。在创伤性脑损伤(TBI)小鼠模型中，他们观察到，这种输送系统在大脑中的累积量是传统方式的三倍，而且具有治疗效果，这为治疗多种神经疾病打开了可能性。研究结果发表在科学推进。

以前开发了将治疗方法提供给的方法大脑创伤性脑损伤后依靠的是头部受到物理损伤后短暂的时间窗，此时血脑屏障暂时被破坏。然而，当血脑屏障在几周内修复后，医生缺乏有效的药物输送工具。

“围绕BBB交付的小型和大分子治疗剂非常困难，”在布里格姆的麻醉科，围手术期和疼痛医学部的纳米医生中心的助理生物工程，博士。“我们的解决方案是将治疗剂封装成生物相容性的纳米颗粒，精确的工程化表面性质，其能够使其治疗上有效地输送到大脑中，与BBB的状态无关。”

这项技术可以帮助医生治疗与创伤性脑损伤相关的继发性损伤，而创伤性脑损伤会导致阿尔茨海默病、帕金森病和其他疾病神经退行性疾病，在BBB愈合后，可以在几个月和年内发展。

“能够在没有炎症的情况下通过血脑屏障传递药物，在某种程度上是该领域的圣杯，”布里格姆麻醉科、围手术期和疼痛医学科的资深合著者Jeff Karp博士说。“我们的方法非常简单，适用于许多需要将治疗药物输送到大脑的神经疾病。”

波士顿儿童医院急诊医学部的医学博士、公共卫生硕士Rebekah Mannix是这项研究的高级合著者，她进一步强调，对于广泛的急性和慢性疾病，血脑屏障抑制治疗药物向中枢神经系统(CNS)的输送。她说:“为这份出版物开发的技术可以用于大量不同的药物，包括抗生素、抗肿瘤药物和神经肽。”“这可能会改变许多表现在中枢神经系统的疾病。”

本研究中使用的治疗方法是一种小干扰RNA (siRNA)分子，旨在抑制tau蛋白的表达，而tau蛋白被认为在神经退行性变中起关键作用。聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)是一种生物可降解和生物相容性的聚合物，已被美国食品和药物管理局(fda)批准用于几种现有产品中，被用作纳米颗粒的基料。研究人员系统地设计和研究了纳米颗粒的表面特性，以最大限度地穿透健康小鼠完整、未受损的血脑屏障。这导致了一种独特的纳米颗粒设计的鉴定，最大限度地运输被包裹的siRNA穿过完整的血脑屏障，并显著提高了脑细胞的摄取。

在通过新传递系统接受抗tau siRNA的TBI小鼠中，观察到tau蛋白表达降低了50%，而不管该配方是在突破血脑屏障的临时窗口内或外部注入。相比之下，通过传统传递系统接收siRNA的小鼠tau蛋白没有受到影响。

“除了展示这部小说的实用平台药物输送到大脑,这份报告首次建立,系统的调制可以利用表面化学和涂层密度调节纳米粒子的渗透在生物屏障紧密连接,”第一作者温家宝李说,博士,麻醉科，围手术期和疼痛医学科。

除了瞄准tau蛋白外，研究人员还在研究如何利用新型传输平台攻击其他目标。

Karp说:“在临床转化方面，我们希望超越tau蛋白，来验证我们的系统是否适用于其他靶点。”“我们使用创伤性脑损伤模型来探索和发展这项技术，但基本上任何研究神经障碍的人都可能发现这项工作的益处。我们当然有很多工作要做，但我认为这为我们向多种治疗靶点迈进提供了重要的动力，并将其推向人体试验。”

---

---