Mögliche Behandlung für Cerebralparese , Andere neurologische Störungen Mit Nano - Geräte, die Blut- Hirn-Schranke

Ein Team von Wissenschaftlern der Johns Hopkins und anderswo haben Nano- Geräte, die die Blut -Hirn-Schranke erfolgreich durchqueren und liefern ein Medikament, das zähmt entwickeltes Gehirn -schädigenden Entzündung bei Kaninchen Zerebralparese .

Ein Bericht über die Versuche , an der Wayne State University in Zusammenarbeit mit der Perinatologie Research Branch des National Institute of Child Health und Human Development durchgeführt , bevor die Führung und leitende Ermittler zog nach Johns Hopkins , ist in der veröffentlichten Science Translational Medicine .

Für die Studie verwendeten die Forscher winzige , künstliche Moleküle mit N-Acetyl- L-Cystein (NAC) geschnürt , ein entzündungshemmendes Medikament als Gegenmittel in Paracetamol -Vergiftung eingesetzt. Die Forscher präzise gezielten Gehirnzellen schief gegangen , um Hirnverletzung zu stoppen. Damit sie verbesserte neurologische Funktion und motorischen Fähigkeiten der Tiere.

Das neue Konzept besitzt therapeutische Potential für eine Vielzahl von neurologischen Erkrankungen beim Menschen , die von Neuroentzündungstammen , einschließlich Alzheimer-Krankheit . Schlaganfall , Autismus und multiple Sklerose , Sagen die Forscher .

Die Wissenschaftler warnen, dass die Ergebnisse sind weit davon entfernt, die Anwendung am Menschen , aber , dass die Einfachheit und Vielseitigkeit der Drug-Delivery- System machen es zu einem idealen Kandidaten für die Übersetzung in die klinische Anwendung .

" In die Blut -Hirn-Schranke und die Ausrichtung der Zellen für die Entzündung und Hirnverletzungen verantwortlich sind, glauben wir, können wir den Weg für neue Therapien für eine breite Vielzahl von neurologischen Störungen , die sich aus einer entzündlichen Reaktion drunter und drüber gegangen stammen geöffnet haben ", sagt führen Ermittler Sujatha Kannan , MD, jetzt eine pädiatrische Intensivmedizin Spezialist an der Johns Hopkins Kinderzentrum .

Infantile Zerebralparese (CP) , schätzungsweise in drei von 1.000 Neugeborenen auftreten , ist eine lebenslange , oft verheerenden Erkrankung, die durch eine Infektion verursacht oder vor dem reduzierten Sauerstoff an das Gehirn , während oder unmittelbar nach der Geburt . Aktuelle Therapien konzentrieren sich auf besänftigen Symptome und Verbesserung der Lebensqualität , kann aber weder reduzieren noch umkehren neurologische Schäden und Verlust der motorischen Funktion .

Neuro- entzündlichen Schaden tritt auf, wenn zwei Arten von Gehirnzellen genannt Mikroglia und Astrozyten - in der Regel eingesetzt , um das Gehirn während der Infektion und Entzündung zu schützen - tatsächlich beschädigen , indem Sie auf Hochtouren und die Zerstörung gesunden Gehirnzellen zusammen mit beschädigten ones.Directly Behandlung von Zellen im Gehirn ist seit langem erwiesen, weil der biologischen und physiologischen Systemen, die entwickelt haben, um das Gehirn vor durch Blut übertragbaren Infektionen zu schützen schwierig. Die Suche nach dem Medikament an das Gehirn liefern involviert auch die Entwicklung einer Technik, um über die Blut-Hirn- Schranke, Ersatz gesunde Gehirnzellen zu erhalten und liefern die entzündungshemmende Medikament ausschließlich innerhalb der entarteten Zellen .

Um all dies zu tun , verwendeten die Wissenschaftler eine kugelförmige , baumartigen synthetisches Molekül , als Dendrimer bekannt. Seine Größe - 2.000 mal kleiner als ein rotes Blutkörperchen - macht es für die Reise über die Blut -Hirn-Schranke zu passen. Darüber hinaus erlaubt der Dendrimer der baumartigen Struktur Wissenschaftlern, legen Sie es Moleküle eines entzündungshemmenden NAC . Die Forscher getaggt die drogen geschnürt Dendrimere mit fluoreszierenden Indikatoren , um ihre Reise in das Gehirn zu überwachen und injiziert sie in Kaninchen mit Zerebralparese sechs Stunden nach der Geburt. Eine weitere Gruppe von neugeborenen Kaninchen erhielten eine Injektion von nur NAC .

Nicht nur, dass die wirkstoffbeladenen Dendrimere ihren Weg im Inneren des Gehirns , aber , einmal dort, wurden schnell durch die überaktiven Astrozyten und Mikroglia Verschlucken.

"Diese grassierenden Entzündungszellen in der Tat , verschlang ihre eigenen Gift ", sagt Kannan .

" Die Dendrimere nicht nur erfolgreich überquerte die Blut -Hirn-Schranke , aber vielleicht noch wichtiger ist , konzentrierte sich auf die sehr Zellen für neuro- Entzündung verantwortlich , die Freigabe der therapeutischen Medikament direkt in sie", sagt Senior Investigator Rangaramanujam Kannan , Ph.D., des Zentrums für Nanomedizin an der Johns Hopkins Wilmer Eye Institute .

Tiere mit Dendrimer -borne NAC behandelt wurden, zeigten deutliche Verbesserung der Motorsteuerung und Koordination innerhalb von fünf Tagen nach der Geburt , fast Erreichen der Motorik von gesunden Kaninchen. Im Vergleich dazu Kaninchen mit Dendrimer freien NAC behandelt wurden, zeigten eine minimale , wenn überhaupt, Verbesserung , auch bei Dosen 10 mal höher als die Dendrimer -borne -Version. Tiere, die mit dem Dendrimer - geliefert Medikament behandelt zeigte auch bessere Muskeltonus und weniger Steifigkeit in den Hinterbeinmuskeln, beide zeichnen CP .

Hirngewebe Analyse ergab, dass Kaninchen mit Dendrimer -borne NAC behandelt wurden, insbesondere weniger "schlechte" Mikroglia - die Entzündungszellen für Hirnschäden verantwortlich - sowie deutlich niedrigere anderen Entzündungsmarkern . Sie hatten auch besser erhalten Myelin, das Protein, das die Nerven umhüllt und ist ausgezogen oder in CP und anderen neurologischen Störungen beschädigt . Und obwohl CP durch Absterben der Neuronen in bestimmten Hirnzentren , Tiere, die Dendrimer -borne NAC hatte höhere Anzahl von Neuronen in den Gehirnregionen für die Koordinierung und Motorsteuerung verantwortlich ist, im Vergleich zu unbehandelten Tieren und solchen mit nur NAC behandelt empfangen markiert.

Die Ergebnisse legen nahe , dass die Behandlung reduziert nicht nur die Entzündung in den Zellen, sondern kann auch verhindern, Zellschäden und Zelltod , sagte der Forscher. Die Kannans , die verheiratet sind , sagen, dass sie planen , einige behandelten Tieren in das Erwachsenenalter zu folgen, um sicherzustellen, dass die Verbesserungen nicht vorübergehend.

Eine separate Studie, die von Rangaramanujam Kannan führte , hat bereits den therapeutischen Nutzen dieses Ansatzes bei der Umkehr Netzhautschäden bei Ratten gezeigt, Makula-Degeneration Die Vision raubAugenErkrankung, die Millionen von älteren Menschen betrifft.