Наночастицы помогли доставить лекарство прямо в мозг

Лечению нейродегенеративных заболеваний — медленно прогрессирующих, наследственных или приобретенных недугов нервной системы, самыми известными из которых считаются болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также деменция — сильно мешает наличие гематоэнцефалического барьера между кровеносной системой и центральной нервной системой, препятствующего эффективной доставке лекарств в мозг. 

И разработка лекарственных наноносителей, направленная на повышение терапевтического индекса мозга (соотношение между токсической и эффективной дозами лекарства, которые вызывают появление полумаксимального эффекта), может принести реальный прогресс в лечении подобных возрастных заболеваний. Так, в лабораториях тестируют наночастицы пегилированного полиэфира для улучшения доставки препаратов. 

Именно этому посвящена новая работа ученых из Национального института научных исследований (Канада), рабочая гипотеза которых заключалась в том, что некоторые поверхностные параметры и размер наночастиц могут способствовать преодолению гематоэнцефалического барьера и их захвату нейронами. Исследование опубликовано в журнале Journal of Controlled Release.

«Гематоэнцефалический барьер отфильтровывает вредные вещества, чтобы предотвратить их беспрепятственное попадание в мозг. Но этот же барьер блокирует прохождение лекарств, — рассказал фармаколог Чарльз Рамассами. — Обычно для доставки небольшого количества препарата в мозг требуются высокие дозы. То, что остается в кровотоке, провоцирует серьезные побочные эффекты. Зачастую этот дискомфорт заставляет пациента прекращать лечение. Использование наночастиц, которые инкапсулируют лекарства, приведет к меньшему количеству побочных эффектов и повышению эффективности работы мозга. <…> Мы создали частицы из полимолочной кислоты — биосовместимого материала, который легко выводится организмом. Слой полиэтиленгликоля покрывает эти наночастицы и делает их “невидимыми” для иммунной системы, чтобы они могли дольше циркулировать в организме по кровотоку».

Чтобы подтвердить эффективность этого метода, ученые сначала опробовали его на культивируемых клетках, а затем на популярном модельном организме — рыбках данио, которых выращивали в среде с такими наночастицами. «Данио имеют несколько преимуществ. Их гематоэнцефалический барьер аналогичен таковому у человека, а прозрачная кожа этих рыб позволяет видеть распределение наночастиц почти в реальном времени», — отметил Рамассами.

Таким образом, in vivo («внутри клетки») ученым удалось наблюдать преодоление гематоэнцефалического барьера — это произошло всего через четыре-пять часов после того, как наночастицы попадали в кровоток рыбок. Помимо этого, опыты на человеческих культивируемых клетках подтвердили отсутствие токсичности выбранных наночастиц. В планах авторов исследования — продолжить лабораторные испытания на других животных моделях и в будущем лечить таким образом пациентов, страдающих нейродегенеративными заболеваниями.