Une équipe de chercheurs dirigée par l’Université du Texas à Dallas a mis au place une nouvelle approach pour ouvrir temporairement la barrière hémato-encéphalique afin d’administrer des médicaments au cerveau.
Faire passer les médicaments au-delà des vaisseaux sanguins uniques et protecteurs du cerveau, connus sous le nom de barrière hémato-encéphalique, est l’un des additionally grands défis dans le traitement des maladies du cerveau et du système nerveux central, a déclaré le Dr Zhenpeng Qin, professeur agrégé de génie mécanique à l’UT Dallas and co -auteur correspondant de l’étude qui décrit la méthode. La system utilise de la lumière et des nanoparticules pour ouvrir temporairement ces barrières – appelées jonctions serrées – afin de permettre au médicament d’atteindre sa cible.
Qin et ses collègues de l’école d’ingénierie et d’informatique Erik Jonsson et d’autres establishments ont démontré l’approche chez la souris dans une étude publiée en ligne le 13 septembre dans la revue Nano Letters.
Les chercheurs ont synthétisé des nanoparticules d’or pour cibler spécifiquement la jonction serrée et ont démontré que la stimulation laser transcrânienne picoseconde des nanoparticules après injection intraveineuse augmente la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique. (Crédit d’illustration : Nano Letters)
Les résultats sont le résultat de cinq années de recherche financées en partie par le Cancer Avoidance and Study Institute of Texas (CPRIT). Qin a déclaré que l’approche pourrait conduire à des traitements pour les tumeurs cérébrales et la maladie de Lou Gehrig, également connue sous le nom de sclérose latérale amyotrophique aide à la récupération d’un AVC et délivrer une thérapie génique. Qin a déclaré qu’un développement et des exams supplémentaires sont nécessaires avant qu’il puisse être utilisé chez l’homme.
“Approches pour augmenter la barrière hémato-encéphalique [BBB] la perméabilité est essentielle pour faire progresser la thérapeutique des maladies du système nerveux central », a déclaré Xiaoqing Li, co-auteur principal de l’article et doctorant en génie biomédical à l’UT Dallas.
La system consiste à injecter des nanoparticules d’or, qui absorbent la lumière, dans la circulation sanguine pour cibler la barrière hémato-encéphalique. Les chercheurs appliquent des impulsions laser picosecondes (un billionième de seconde) à l’extérieur pour activer les nanoparticules d’or.
“L’action produit une petite force mécanique qui brise temporairement la barrière pour qu’un médicament puisse entrer dans le flux sanguin dans le cerveau”, a déclaré Li.
L’étude a démontré que la procedure n’endommageait pas la barrière hémato-encéphalique ni la constriction et la dilatation des vaisseaux sanguins, appelée vasomotion.
“Nous avons démontré que la perméabilité de la BHE peut être modulée sans perturbation significative de la vasomotion spontanée ou de la composition de l’unité neurovasculaire”, a déclaré le Dr Qi Cai, associé de recherche en génie mécanique et co-auteur principal de l’article.
Dans leurs expériences, les chercheurs ont testé la méthode avec des cargaisons d’anticorps, de liposomes et de vecteurs viraux adéno-associés, qui peuvent être utilisés pour transporter des composants d’édition de gènes.
En août, Qin a reçu une quatrième subvention CPRIT pour étudier si la méthode peut être utilisée pour traiter le glioblastome, la tumeur cérébrale maligne la as well as courante chez les adultes. Lui et son équipe visent à concevoir et à produire des nanoparticules magnétiques qui peuvent être stimulées pour perturber la barrière hémato-encéphalique à l’aide de champs magnétiques.
“Le soutien du CPRIT a joué un rôle déterminant dans notre travail”, a déclaré Qin, qui a reçu des subventions de l’agence d’État – le deuxième moreover grand programme de recherche et de prévention du most cancers au monde – en 2016, 2018 et 2019. “Quand nous avons commencé, nous avons eu une idée, essentiellement d’utiliser des nanoparticules pour cibler des composants spécifiques de la barrière hémato-encéphalique avec un minimum de blessures. »
L’étude Nano Letters a impliqué une équipe interdisciplinaire mondiale de chercheurs comprenant le Dr Heather Hayenga et le Dr Shashank Sirsi, tous deux professeurs adjoints de bio-ingénierie à l’UT Dallas. Parmi les autres co-auteurs de l’UT Dallas figuraient le Dr Xiuying Li et le Dr Hejian Xiong, chercheurs en génie mécanique et Peiyuan Kang PhD’20, maintenant chercheur postdoctoral à la Harvard Professional medical School.
Parmi les autres collaborateurs figuraient des chercheurs de l’UT Southwestern Health care Center : auteur co-correspondant, le Dr Robert Bachoo, professeur agrégé de neurologie et de médecine interne Dr Vamsidhara Vemireddy, co-auteur principal et le Dr Edward Pan, professeur agrégé de neurologie et de chirurgie neurologique et chef de area de neuro-oncologie.
La collaboration comprenait également des chercheurs de la Fondation italienne pour la recherche sur le most cancers, de l’Institut d’oncologie moléculaire, du Smurfit Institute of Genetics du Trinity Higher education de Dublin et de l’Université de Californie à San Diego.
En as well as du CPRIT, le financement de la recherche est venu de l’American Coronary heart Association, des Countrywide Institutes of Overall health, du Conseil européen de la recherche et de la Fondazione Cariplo.