Bariera krew-mózg jest jak mur graniczny pomiędzy krwią a tkanką nerwową, pozwalając dostać się do mózgu tylko niektórym cząsteczkom - takim jak woda, tlen, ale także alkohol czy kofeina. Jednak bariera nie przepuszcza ponad 99 proc. związków, które mogłyby być lekami na choroby neurologiczne, na przykład stwardnienie rozsiane, padaczkę, chorobę Parkinsona czy Alzheimera.
Zespół naukowców z Uniwersytetu w Kopenhadze przeprowadził na żywych myszach badania dotyczące dostarczania leków poprzez barierę krew-mózg z wykorzystaniem tak zwanych nanocząsteczkowych liposomowych nośników leków.
– wyjaśnia Krzysztof Kucharz z Katedry Neuronauki Uniwersytetu w Kopenhadze.
Autorzy badań, wspomagani przez kolegów z duńskiego Uniwersytetu Technicznego i Uniwersytetu w Aalborgu, wykorzystali obrazowanie dwufotonowe bariery krew-mózg, aby zrozumieć, w jaki sposób nanocząsteczkowe nośniki leków przekraczają ją w żywym organizmie.
– mówi Krzysztof Kucharz.
Jak się okazało, nanocząsteczki docierające z krwią do mózgu są wychwytywane w naczyniach włosowatych i żyłkach przez tworzące barierę krew-mózg komórki śródbłonka, które umożliwiają lub odrzucają dostęp tych cząsteczek do tkanki mózgowej.
– mówi Krzysztof Kucharz.
Naukowcy zastosowali metodę obrazowania dwufotonowego, co pozwoliło uzyskać pełny obraz drogi nanocząsteczek przez barierę krew-mózg. Oznaczyli je cząsteczkami fluorescencyjnymi, co umożliwiło mikroskopię nanonośników w żywym, nienaruszonym mózgu.
Mogli obserwować, jak nanocząsteczki krążą w krwiobiegu, jak z czasem łączą się ze śródbłonkiem, ile jest wychwytywanych przez śródbłonek, ile pozostaje, co dzieje się z nimi po przejściu przez barierę krew-mózg i gdzie nanocząsteczki wydostają się do mózgu. Następnie zaobserwowali, że naczynia mózgowe inaczej radzą sobie z nanocząsteczkami, umożliwiając lub odrzucając dostęp nanocząsteczek do tkanki mózgowej w zależności od typu naczynia.
– mówi Krzysztof Kucharz.
Nanocząsteczki mogą przedostawać się do mózgu głównie przez duże naczynia, czyli żyłki, które otoczone są tzw. przestrzenią okołonaczyniową, a nie jak wcześniej sądzono małymi i licznymi naczyniami włosowatymi. Przestrzeń okołonaczyniowa otacza żyłki, dzięki czemu nanocząsteczki łatwiej wydostają się ze śródbłonka i dalej wnikają do mózgu, ale efekt ten nie występuje w przypadku naczyń włosowatych.
– mówi Krzysztof Kucharz.
Platforma metodologiczna opracowana przez autorów może pomóc w precyzyjnym dostrajaniu formulacji nanocząsteczek dla zwiększenia transportu do mózgu i dostarczenia cennych informacji na potrzeby przyszłego projektowania nowych systemów dostarczania leków.
