Cependant, cette sécurité, bien que vitale, présente un inconvénient majeur : parfois, un « mécanicien » – sous la forme de médicaments essentiels nécessaires au traitement des problems neurologiques – est nécessaire à l’intérieur de la tour de contrôle pour résoudre les problèmes qui surviennent. Mais si la sécurité est trop stricte, refusant même l#39entrée à ces brokers essentiels, les opérations mêmes qu#39ils sont censés protéger pourraient être compromises.
Aujourd#39hui, des chercheurs dirigés par Michael Mitchell de l#39Université de Pennsylvanie abordent cette frontière de longue date en biologie, connue sous le nom de barrière hémato-encéphalique, en développant une méthode semblable à fournir à ce mécanicien une carte d#39accès spéciale pour contourner la sécurité. Leurs découvertes, publiées dans la revue Nano Letters, présentent un modèle qui utilise des nanoparticules lipidiques (LNP) pour délivrer de l#39ARNm, offrant ainsi un nouvel espoir pour traiter des maladies telles que la maladie d#39Alzheimer et les convulsions – un peu comme résoudre les problèmes de la tour de contrôle sans compromettre sa sécurité.
« Notre modèle a mieux réussi à traverser la barrière hémato-encéphalique que d#39autres et nous a aidé à identifier des particules spécifiques à un organe que nous avons ensuite validées dans de futurs modèles », explique Mitchell, professeur agrégé de bio-ingénierie à la Penn#39s College of Engineering and Utilized Science, et auteur principal. sur l#39étude. « Il s#39agit d#39une preuve de notion passionnante qui éclairera sans aucun doute de nouvelles approches pour traiter des maladies telles que les traumatismes crâniens, les mishaps vasculaires cérébraux et la maladie d#39Alzheimer. »
Rechercher la clé
Pour développer le modèle, Emily Han, titulaire d#39un doctorat. candidat et chercheur diplômé de la NSF au Mitchell Lab et leading auteur de l#39posting, explique que cela a commencé par une recherche de la bonne plateforme de criblage in vitro, en disant : « J#39ai passé au peigne fin la littérature, la plupart des plateformes que j#39ai trouvées étaient limitées. à une plaque ordinaire de 96 puits, un réseau bidimensionnel qui ne peut pas représenter à la fois les functions supérieure et inférieure de la barrière hémato-encéphalique, qui correspondent respectivement au sang et au cerveau.
Han a ensuite exploré les systèmes Transwell à haut débit avec les deux compartiments, mais a découvert qu#39ils ne tenaient pas compte de la transfection de l#39ARNm des cellules, révélant ainsi une lacune dans le processus de développement. Cela l’a amenée à créer une plateforme capable de mesurer le transport de l’ARNm du compartiment sanguin vers le cerveau, ainsi que la transfection de divers styles de cellules cérébrales, notamment les cellules endothéliales et les neurones.
« J#39ai passé des mois à déterminer les problems optimales pour ce nouveau système in vitro, notamment les disorders de croissance cellulaire et les reporters fluorescents à utiliser », explique Han. « Une fois robustes, nous avons examiné notre bibliothèque de LNP et les avons testés sur des modèles animaux. Voir les cerveaux exprimer des protéines grâce à l#39ARNm que nous avons livré était passionnant et a confirmé que nous étions sur la bonne voie. »
La plateforme de l#39équipe est sur le position de faire progresser de manière significative les traitements des problems neurologiques. Il est actuellement conçu pour tester une gamme de LNP contenant des peptides, des anticorps et diverses compositions lipidiques ciblant le cerveau. Cependant, il pourrait également administrer d’autres agents thérapeutiques comme l’ARNsi, l’ADN, des protéines ou des médicaments à petites molécules directement dans le cerveau après administration intraveineuse.
De furthermore, cette approche ne se limite pas à la barrière hémato-encéphalique, car elle s#39avère prometteuse pour explorer des traitements pour les maladies liées à la grossesse en ciblant la barrière hémato-placentaire, et pour les maladies de la rétine en se concentrant sur la barrière hémato-rétinienne.
Prochaines étapes
L’équipe est impatiente d’utiliser cette plateforme pour examiner de nouvelles conceptions et tester leur efficacité sur différents modèles animaux. Ils sont particulièrement intéressés à travailler avec des collaborateurs sur des modèles animaux avancés de difficulties neurologiques.
« Nous collaborons avec des chercheurs de Penn pour établir des modèles de maladies cérébrales », explique Han. « Nous examinons l#39impression de ces LNP sur des souris atteintes de diverses affections cérébrales, allant du glioblastome aux lésions cérébrales traumatiques. Nous espérons faire des progrès dans la réparation de la barrière hémato-encéphalique ou cibler les neurones endommagés après une blessure. »
Cette recherche a été soutenue par le Countrywide Institute of Well being (Prix DP2 TR002776, Grant No. T90DE030854 et F30HL162465−01A1) un prix de carrière Burroughs Wellcome Fund à l#39interface scientifique et la Countrywide Science Foundation (Prix CBET-2145491 et 1845298).
