大脑|穿透血脑屏障给大脑“送药”，纳米技术取得重要进展
▎药明康德内容团队编辑
一直以来，当大脑需要药物治疗时，无论是因为阿尔茨海默病、脑肿瘤，还是因为脑部遭受外伤，要把药物分子送达所需的脑组织是项艰巨的挑战 。给大脑送药的一道主要障碍是所谓的“血脑屏障” 。新年伊始，根据《科学》子刊Science Advances的一篇研究论文，科学家们利用纳米颗粒为解决这一药物递送难题提供了一种富有潜力的新方法 。
“无论是大分子还是小分子药物，要通过血脑屏障都很困难 。我们的解决方案是，将药物封装在生物相容性的纳米颗粒中，这种纳米颗粒的表面特性经过精确设计，无论血脑屏障是否完整，都可以有效地把药物送达大脑 。”这项研究的共同通讯作者之一、哈佛医学院布莱根妇女医院（Brigham and Women’s Hospital）的Nitin Joshi教授介绍 。
具体来说，纳米颗粒的基础材料是一种可生物降解的聚合材料PLGA（聚乙丙交酯），被广泛用于医疗材料，包括一些已获得美国FDA批准的产品 。研究人员通过调节纳米颗粒的表面化学和涂层密度，加大了这些纳米颗粒在血脑屏障的渗透能力，并影响神经细胞对这些纳米颗粒的吸收能力 。
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▲研究示意图（图片来源：参考资料[1]）
在血脑屏障完整的健康小鼠中，科学家们验证了这种新型工程化纳米颗粒可以有效递送药物 。实验中所递送的药物是抑制tau蛋白表达的siRNA分子 。研究人员观察到，这些siRNA在小鼠脑中的积累量是传统给药方式的3倍，并且让tau蛋白的表达量下降了50%，表明这些siRNA送达大脑后发挥了作用 。
这项概念性验证的研究中，科学家们还采用了创伤性脑损伤（TBI）的动物模型 。创伤性脑损伤是很多儿童和青少年死亡和致残的重要原因 。研究人员介绍，每年有数百万人在事故、运动和冲突中遭受创伤性脑损伤 。这种损伤会引起神经细胞死亡等一系列反应，患者后续还可能发展出阿尔茨海默病、帕金森病或其他神经退行性疾病 。然而目前除了姑息治疗外，还没有有效的策略来阻止这些疾病进程 。
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图片来源：123RF
这项研究显示，无论是在创伤性脑损伤小鼠发生脑外伤后的早期还是晚期，新型纳米颗粒递送的分子都可以有效送达大脑 。这意味着，无论是在血脑屏障破损后还是自我修复以后，这种技术都可以实现药物递送，将有助于避免创伤性脑损伤引起一系列后遗症 。
除了靶向tau蛋白以外，研究人员表示他们将继续探索这种新型纳米颗粒平台是否适用于靶向其他治疗靶点 。另一位共同通讯作者、波士顿儿童医院（Boston Children's Hospital）的Rebekah Mannix博士表示：“这项研究开发的技术将可以递送各种不同的药物，包括抗生素、抗肿瘤药物和神经肽 。表现在中枢神经系统的很多疾病将有望迎来治疗的革新 。”
参考资料
[1] Wen Li et al., (2020) BBB pathophysiology–independent delivery of siRNA in traumatic brain injury. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.abd6889
[2] Nanoparticle drug-delivery system developed to treat brain disorders. Retrieved Jan. 4, 2021, from https://medicalxpress.com/news/2021-01-nanoparticle-drug-delivery-brain-disorders.html
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