Kontrolowane dostarczanie leków bezpośrednio do mózgu? Naukowcy pracują nad nanostrukturami, które pokonają barierę śródbłonkową chroniącą mózg. W przyszłości mogłyby dostarczać do mózgu leki, pozwalające zwalczać m.in. chorobę Alzheimera czy Parkinsona.
Naukowcy zmierzą się z problemem kontrolowanego dostarczania leków wprost do mózgu. Umiejętność ta mogłaby się przyczynić do skutecznego leczenia chorób neurodegeneracyjnych, np. choroby Alzheimera czy Parkinsona. Leczenie uniemożliwia jednak naturalna przeszkoda – bariera śródbłonkowa, chroniąca naczynia krwionośne, tkanki i mózg przed drobnoustrojami i substancjami toksycznymi, traktująca wszelkie substancje jako niepożądane. Aby przeniknąć przez tę barierę, naukowcy chcą wykorzystać nanocząstki: dendrymery, dendrony czy nanocząstki złota, które mogłyby dostarczać leki do mózgu.
Nad rozwiązaniem tego problemu będzie pracował międzynarodowy zespół naukowców z Łotwy, Hiszpanii i Polski. Cały projekt pt. „NanoTENDO: Transfer nanocząstek przez barierę śródbłonkową”, który otrzymał dofinansowanie w konkursie sieci M- ERA.NET, koordynowany jest przez kierownik Katedry Biofizyki Ogólnej z Uniwersytetu Łódzkiego, prof. Marię Bryszewską.
„Nasz projekt dotyczy zbadania możliwości zastosowania nanocząstek do przenoszenia pewnych substancji leczniczych przez barierę śródbłonka, która jest ważną częścią bariery krew-mózg, chroniącej nasz najważniejszy organ. Problem polega na tym, że choć dobrze, że istnieje taka ochrona – to powoduje ona duże trudności w dostarczaniu leków, bowiem każda substancja, którą chce się dostarczyć do mózgu, jest traktowana jak intruz” – wyjaśniła w rozmowie z PAP prof. Bryszewska.
Celem naukowców jest znalezienie i opisanie nanostruktur, które będą potrafiły przenikać przez barierę śródbłonkową (a tym samym – przez barierę krew-mózg) i przenosić na tej drodze leki.
W badaniach wykorzystane zostaną trzy typy nanocząstek. Jedne z nich to dendrymery – polimery posiadające strukturę przypominającą koronę drzewa, do których można przyłączać leki lub krótkie kwasy nukleinowe coraz częściej wykorzystywane w terapii. Drugie, dendrony, to fragmenty dendrymerów przyłączane do ich cząsteczki rdzeniowej w trakcie syntezy. Z kolei nanocząstki złota same w sobie wykazują działanie przeciwbakteryjne.
Nanocząstki do badań dostarczą hiszpańscy eksperci z Uniwersytetu w Alcala, którzy specjalizują się w syntezie m.in. dendrymerów karbokrzemowych. Zadaniem zespołu polskiego będzie zbadanie możliwości transportu dostarczonych nanocząstek (i ich kompleksów z lekami) przez modelową barierę śródbłonkową.
„Nasze badania będą polegały na charakterystyce biofizycznej tych struktur: zbadamy, jakie cechy posiadają, które z nich są najmniej toksyczne oraz przyłączają do siebie leki i krótkie kwasy nukleinowe. Zbadamy także, czy tworzą w miarę stabilne kompleksy z lekami i czy będą przenikać przez komórki śródbłonka”- wyjaśniła kierownik polskiego zespołu badaczy.
„Mamy też zamiar modelować i badać stany patologiczne komórek śródbłonka, które poddawane będą np. stresowi oksydacyjnemu, występującemu w wielu chorobach. Będziemy obserwować, czy patologia tej struktury zmodyfikuje transport przez błonę śródbłonkową” – dodała prof. Bryszewska.
W ramach badań in vitro (czyli poza organizmem) naukowcy sprawdzą, czy nanostruktury są nietoksyczne, czy są w stanie utworzyć kompleks z lekiem i przechodząc przez barierę śródbłonka – dostarczyć go do mózgu. Później konieczne będą badania na zwierzętach (in vivo). Przeprowadzą je dwa zespoły łotewskich naukowców z Uniwersytetu oraz Instytutu Badań Biomedycznych w Rydze.
„Będą je podawać myszom – przy czym również myszom, u których będą wywoływane w sposób eksperymentalny choroby, np. Alzheimera czy Parkinsona. W ten sposób sprawdzą, czy na poziomie żywego organizmu efekt będzie zbliżony do tego, który my opiszemy” – zapowiada łódzka badaczka.
Naukowcy liczą na to, że jeżeli badania zakończą się sukcesem, przybliży się jedna z możliwości leczenia chorób neurodegeneracyjnych. Mimo wielu prób podejmowanych przez badaczy na całym świecie, wciąż mocno opierają się one wszelkim próbom leczenia.
Tak opracowane kompleksy nanocząstek z lekami mogłyby być stosowane także we wszelkich chorobach, w których dochodzi do uszkodzenia bariery śródbłonka, czyli np. w udarach niedokrwiennych. „Opracowane przez nasz rozwiązania mogłyby być wtedy stosowane na bardziej ogólnym poziomie, a nie tylko wycelowane w jedną chorobę” – podsumowała prof. Maria Bryszewska.
Polski zespół naukowców otrzymał 151 tys. euro dofinansowania z NCN, a cały projekt – ponad 600 tys. euro. Badania mają się zakończyć w 2022 roku.
Kamil Szubański
