為了促進治療藥物成功輸送到大腦,，布萊根婦女醫(yī)院（Brigham and Women's Hospital）和波士頓兒童醫(yī)院（Boston Children's Hospital）的生物工程師、醫(yī)生和合作者團隊創(chuàng)建了一個納米顆粒平臺,，該平臺可以在受損或完整BBB的小鼠體內(nèi)有效地輸送封裝的藥物,。在創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)小鼠模型中，他們觀察到,，這種給藥系統(tǒng)在大腦中的累積量是傳統(tǒng)方式的三倍，而且具有治療效果,，這為治療多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病打開了可能性,。研究結(jié)果發(fā)表在《科學進展》（Science Advances）雜志上。

以前開發(fā)的在TBI之后將治療劑輸送到大腦的方法依賴于頭部物理損傷后的短暫時間窗,，此時BBB暫時被破壞,。然而，BBB在幾周內(nèi)修復后,，醫(yī)生缺乏有效給藥的工具,。

通訊作者Nitin Joshi博士說：“通過BBB傳遞小分子和大分子治療藥物是非常困難的?！彼遣既R根婦女醫(yī)院麻醉,、圍手術(shù)期和疼痛醫(yī)學科納米醫(yī)學中心的助理生物工程師，“我們的解決方案是將治療藥物封裝到生物兼容的納米顆粒中,，這些納米顆粒具有經(jīng)過精確設(shè)計的表面特性,，能夠使它們在治療上有效地轉(zhuǎn)運到大腦中，而與BBB的狀態(tài)無關(guān),?！?/p>

這項技術(shù)可以幫助醫(yī)生治療與創(chuàng)傷性腦損傷相關(guān)的繼發(fā)性損傷，創(chuàng)傷性腦損傷會導致阿爾茨海默病,、帕金森病和其他神經(jīng)退行性疾病,，這些疾病會在BBB愈合后的幾個月或幾年里發(fā)展。

“能夠在沒有炎癥的情況下通過BBB傳遞藥物,，在某種程度上是該領(lǐng)域的圣杯,，” 布萊根婦女醫(yī)院麻醉,、圍手術(shù)期和疼痛醫(yī)學科的資深合著者Jeff Karp博士說，“我們的方法非常簡單,，適用于許多需要將治療藥物輸送到大腦的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,。”

波士頓兒童醫(yī)院急診醫(yī)學科的醫(yī)學博士,、公共衛(wèi)生碩士Rebekah Mannix是這項研究的資深合著者,，她進一步強調(diào)，對于廣泛的急性和慢性疾病,，血腦屏障抑制治療藥物向中樞神經(jīng)系統(tǒng)的輸送,。她說：“這項研究開發(fā)的技術(shù)可以用于大量不同的藥物，包括抗生素,、抗腫瘤藥物和神經(jīng)肽,。這可能會改變許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病的治療前景?！?/p>

本研究中使用的治療方法是一種小干擾RNA (siRNA)分子,，旨在抑制tau蛋白的表達，而tau蛋白被認為在神經(jīng)退行性變中起關(guān)鍵作用,。聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）是一種可生物降解的生物相容性聚合物,，用于美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準的幾種現(xiàn)有產(chǎn)品中，被用作納米粒子的基礎(chǔ)材料,。研究人員系統(tǒng)地設(shè)計和研究了納米粒子的表面特性,，以最大程度地使它們穿透健康小鼠中完整無損的BBB。這導致鑒定出獨特的納米顆粒設(shè)計,，該設(shè)計可使被封裝的siRNA跨完整BBB的轉(zhuǎn)運最大化,，并顯著改善腦細胞的攝取。

在通過新給藥系統(tǒng)接受抗tau siRNA的TBI小鼠中,，觀察到tau蛋白表達降低了50%,，而不管該配方是在受損BBB的臨時時間窗口內(nèi)或外部注入。相比之下,，通過傳統(tǒng)給藥系統(tǒng)接收siRNA的小鼠tau蛋白沒有受到影響,。

“除了證明這種藥物輸送到大腦的新平臺的實用性之外，這份報告首次確定,，可以利用表面化學和涂層密度系統(tǒng)來調(diào)節(jié)納米粒子穿過具有緊密連接的生物屏障的滲透,，”第一作者、麻醉,、圍手術(shù)期和疼痛醫(yī)學科的Wen Li博士說,。

除了瞄準tau蛋白外，研究人員還在研究如何利用新型給藥平臺攻擊其他靶點。

Karp說：“在臨床轉(zhuǎn)化方面,，我們希望超越tau蛋白,，來驗證我們的系統(tǒng)是否適用于其他靶點。我們使用創(chuàng)傷性腦損傷模型來探索和發(fā)展這項技術(shù),，但基本上任何研究神經(jīng)障礙的人都可能發(fā)現(xiàn)這項工作的益處,。我們當然有很多工作要做，但我認為這為我們向多種治療靶點邁進提供了重要的動力,，并將其推向人體試驗,。”