Биоинженеры на пороге преодоления гематоэнцефалического барьера

Исследователи из Университета Пенсильвании под руководством Майкла Митчелла разработали модель, использующую липидные наночастицы (LNPs) для доставки мРНК через гематоэнцефалический барьер. Это открывает новые возможности для лечения таких состояний, как болезнь Альцгеймера, инсульт и черепно-мозговые травмы. Результаты опубликованы в журнале Nano Letters.

Поиск решения

Для создания модели команда, во главе с аспирантом Эмили Хан, разработала новую in vitro скрининговую платформу. Она преодолела ограничения стандартных 96-луночных планшетов, создав систему, способную моделировать как кровяной, так и мозговой отделы барьера и измерять транспорт мРНК, а также трансфекцию различных типов клеток мозга, включая эндотелиальные клетки и нейроны.

«Я потратила месяцы, чтобы определить оптимальные условия для этой новой in vitro системы. Как только она стала надежной, мы проскринировали нашу библиотеку LNPs и протестировали их на животных моделях. Видеть экспрессию белка в мозге в результате доставленной нами мРНК было захватывающе и подтвердило, что мы на правильном пути», — объясняет Хан.

Перспективы и применение

Разработанная платформа позволяет тестировать широкий спектр LNPs с таргетными пептидами, антителами и различным липидным составом. Она также может доставлять в мозг и другие терапевтические агенты, такие как siRNA, ДНК, белки или малые молекулы, после внутривенного введения.

Подход не ограничивается гематоэнцефалическим барьером и перспективен для изучения методов лечения заболеваний, связанных с беременностью (через гематоплацентарный барьер), и болезней сетчатки (через гематоретинальный барьер).

«Наша модель показала лучшую способность преодолевать гематоэнцефалический барьер по сравнению с другими и помогла нам идентифицировать органоспецифичные частицы. Это захватывающее доказательство концепции, которое, без сомнения, повлияет на новые подходы к лечению», — говорит Майкл Митчелл, старший автор исследования.

Сейчас команда сотрудничает с исследователями из Пенна для тестирования LNPs на продвинутых животных моделях неврологических расстройств, от глиобластомы до травматических повреждений мозга, с целью восстановления барьера или таргетинга поврежденных нейронов.