3b-international.com
Nanopartikel-Nasenspray kann eine schnelle und sichere Abgabe von Arzneimitteln an das Gehirn bieten
Das Durchschreiten der Blut-Hirn-Schranke ist eine Herausforderung für Arzneimittelentwickler. Jetzt, nach dem Testen der Methode in Heuschrecken, zeigt ein Team von Ingenieuren, wie ein Aerosol-Nasenspray, das Gold-Nanopartikel enthält, einen nicht-invasiven und schnellen Weg bieten kann, um Medikamente an das Gehirn abzugeben.
Forscher schlagen vor, dass die Abgabe von Medikamenten an das Gehirn unter Verwendung von Nanopartikeln in einem Nasenspray eine effektive und schnelle Methode sein könnte, die in der Lage ist, das Problem der Durchquerung der Blut-Hirn-Schranke zu überwinden.
Das Team - von der Universität von Washington in St. Louis (WUSTL), MO - beschreibt die Proof-of-Concept-Forschung in der Zeitschrift Wissenschaftliche Berichte.
Damit das Gehirn funktioniert, muss es in einer streng kontrollierten chemischen Umgebung arbeiten, die vor den vielfältigeren Schwankungen des restlichen Körpers geschützt ist.
Diese stabile Umgebung wird durch die Blut-Hirn-Schranke aufrechterhalten, die Schichten von spezialisierten Zellen in den inneren Auskleidungen der kleinen Blutgefäße im Gehirn und im Rückenmark umfasst.
Die Blut-Hirn-Schranke verhindert, dass Giftstoffe in die Gewebe des Gehirns und des Rückenmarks gelangen. Leider macht es die Arbeit so gut, dass es auch viele Medikamente ausspart, wie zum Beispiel Krebszellen.
Ein Weg, dies zu überwinden, ist die Verabreichung von Medikamenten an das Gehirn mittels Injektionen. Solche invasiven Ansätze sind jedoch insofern riskant, als sie das Gewebe schädigen können und wenig Kontrolle über die Verteilung der Medikamente vom Injektionsort haben, merken die Studienforscher an.
Um eine effektive und weniger riskante Alternative zu finden, beschloss das WUSTL-Team, das Potenzial von Nanopartikeln zu untersuchen, um Medikamente über die Nase ins Gehirn zu bringen.
Die Nase bietet leichten Zugang zum Gehirn
Das Interesse an der Nutzung von Nanotechnologie - der Fähigkeit, Materie auf atomarer und molekularer Ebene zu kontrollieren - zur Entwicklung neuer diagnostischer Instrumente und Behandlungen nimmt zu, bemerken die Autoren in ihrem Studienbericht.
Eine Reihe neuer Nanomaterialien wurde verwendet, um Medikamente zu spezifischen Zielen in Organen und Geweben zu transportieren. Diese scheinen die Arzneimittelwirksamkeit zu maximieren und Nebenwirkungen zu minimieren.
Co-Autor Barani Raman, Associate Professor für Biomedizintechnik, sagt, dass die Nase den kürzesten - und wahrscheinlich den einfachsten - Weg zum Gehirn bietet.
Er und seine Kollegen stellen fest, dass Goldnanopartikel aus verschiedenen Studien als das Material der Wahl für die Medikamentenabgabe hervorgegangen sind. Sie sind relativ einfach zu synthetisieren und anzupassen, und sie haben eine gute Biokompatibilität.
Das Team entwickelte eine neue Aerosol-Diffusionsmethode, die Gold-Nanopartikel in den oberen Regionen der Nasenhöhle abscheidet. Sie erzeugten die Nanopartikel in kontrollierter Form, Größe und Oberflächenladung und markierten sie mit fluoreszierenden Markern, so dass sie sie verfolgen konnten.
Heuschrecken bieten ein gutes Modell der menschlichen Blut-Hirn-Schranke
Die Forscher haben die Wirksamkeit des Nanopartikel-Aerosols in Heuschrecken getestet, weil ihre Blut-Hirn-Schranke Ähnlichkeiten mit denen des Menschen aufweist - insbesondere, wenn sie durch die Nase gehen.
Prof. Raman erklärt, dass die Nanopartikel beim Menschen durch die Nase in den Riechkolben und dann in den olfaktorischen Kortex wandern müssen, "zwei Relais und du hast den Kortex erreicht", sagt er.
"Dasselbe gilt für die Geruchsverschaltung der wirbellosen Tiere", fügt er hinzu, "obwohl letzteres ein relativ einfacheres System ist, mit [a] supraesophagealem Ganglion anstelle von Riechkolben und Kortex."
Das Team setzte die Antennen der Heuschrecken dem Aerosol aus und verfolgte den Fortschritt der markierten Nanopartikel. Innerhalb weniger Minuten hatten die Nanopartikel den Geruchsschaltkreis der Insekten durchquert, die Gehirn-Blut-Schranke passiert und das Gehirngewebe durchdrungen.
Das Team zeigte, dass die Nanopartikel die Gehirnfunktion der Insekten nicht beeinträchtigten. Sie maßen die elektrophysiologischen Reaktionen der olfaktorischen Neuronen der Heuschrecken vor und nach der Behandlung und fanden keinen erkennbaren Unterschied bis zu mehreren Stunden danach.
Die Forscher sagen, dass die nächste Stufe ihrer Forschung sein wird, die Nanopartikel mit verschiedenen Drogen zu beladen und Ultraschall zu verwenden, um präzise Dosen zu zielen, um bestimmte Bereiche des Gehirns zu erreichen. Solche Methoden könnten möglicherweise einen großen Unterschied bei der Behandlung von Hirntumoren ausmachen.
"Die Blut-Hirn-Schranke schützt das Gehirn vor Fremdstoffen im Blut, die das Gehirn schädigen könnten. Aber wenn wir etwas dorthin liefern müssen, ist es schwierig und invasiv, diese Barriere zu überwinden. Unsere nicht-invasive Technik kann Medikamente über Nanopartikel liefern." es gibt also weniger Risiken und bessere Reaktionszeiten. "
Prof. Barani Raman
Erfahren Sie, wie lösliches Aspirin ein Durchbruch für die Behandlung von Hirntumoren sein könnte.
12 Kinder bekämpfen Everest für extreme Wissenschaft
In einem mutigen Beispiel der "extremen Wissenschaft" nahmen kürzlich 12 Kinder aus Großbritannien an einer Everest-Expedition teil, die Ärzten helfen sollte, besser zu verstehen, wie man kritisch kranke Jugendliche behandelt. Auf der Expedition Xtreme Everest, die von Forschern und Ärzten des University College London (UCL) und des Great Ormond Street Hospitals (GOSH) geleitet wurde, erreichten die Wanderer eine Höhe von 3.500 Metern.
Autismus mit Problemen des Immunsystems verbunden, weitere Hinweise gefunden
Laut einer Studie des International Journal of Developmental Neuroscience vom April 2012 hatte das Plasma von Kindern mit Autismus (AD) signifikant niedrigere Spiegel verschiedener Zytokine im Vergleich zu anderen gesunden Familienmitgliedern mit Autismus-Spektrum Störungen (ASD).
