[ad_1]
(noticias nanowerk) Las enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer afectan a más de 270 millones de personas en todo el mundo. La EA es la principal causa de demencia y provoca pérdida de memoria debido a la atrofia de las neuronas en el hipocampo, la parte del cerebro que regula el aprendizaje y la memoria. Las nanopartículas diseñadas para administrar medicamentos han surgido como una estrategia para tratar diversas enfermedades, pero en el contexto de las enfermedades neurodegenerativas, gran parte de la investigación se ha centrado en desarrollar estrategias para administrar nanopartículas a través de la barrera hematoencefálica hasta regiones específicas del cerebro.
En un nuevo estudio (nano letras“Intracerebral Nanoparticle Transport Facilitated by Alzheimer Pathology and Age”), un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign ha desarrollado nanopartículas capaces de unirse selectivamente a astrocitos activados y células microgliales que median la inflamación cerebral en la EA, y ha descubierto que ambas La EA y el envejecimiento influyen fuertemente en la capacidad de las nanopartículas para cruzar la BBB y localizarse en el hipocampo.
Las tesis centrales
![Transporte de nanopartículas a través de la barrera hematoencefálica.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64347_1.jpg)
Investigación
La BBB es una red de vasos sanguíneos que rodean el cerebro y regulan exactamente qué moléculas (incluidos los medicamentos) pueden ingresar al cerebro. La barrera hematoencefálica dificulta la entrada de nanopartículas que contienen fármacos al cerebro, aunque las nanopartículas pueden evitar que los fármacos sean «eliminados por lavado» o pierdan su actividad al atravesar la barrera hematoencefálica. Sin embargo, las investigaciones sugieren que la barrera hematoencefálica se debilita con la EA y la edad. Esto inspiró a un equipo de investigadores dirigido por Joon Kong (líder de M-CELS/EIRH/RBTE), profesor de ingeniería química y biomolecular, y Hee Jung Chung (M-CELS), profesor asociado de fisiología molecular e integrativa. Sintetizar una nanopartícula. que podría explotar esta BHE comprometida y unirse específicamente a los astrocitos reactivos y las células microgliales en el hipocampo de los pacientes con EA.
«Creo que la gente ha pasado por alto cómo cambia la permeabilidad vascular de la BHE con la patología de la EA», dijo Kong. «Pensamos que en lugar de aplicar péptidos o proteínas a las nanopartículas como lo hacen otros, que pueden ayudarlas a atravesar la barrera hematoencefálica, simplemente deberíamos hacer que las nanopartículas fueran lo suficientemente pequeñas como para aprovechar la barrera hematoencefálica con fugas». para que puedan atravesar la barrera hematoencefálica les permite permanecer estables en el cerebro”.
Las nanopartículas están diseñadas para unirse a CD44, una proteína de la superficie celular producida por astrocitos reactivos y células microgliales más que por neuronas, particularmente en la neuroinflamación, un sello distintivo de las regiones del cerebro afectadas por la EA, como el hipocampo. La ventaja de unir nanopartículas a estas células que expresan CD44, dice Kong, es que las nanopartículas permanecen en el hipocampo por más tiempo y no se eliminan rápidamente.
Los investigadores inyectaron las nanopartículas que buscan CD44 en ratones tanto mayores como más jóvenes que tenían EA o estaban sanos. Luego examinaron la distribución de nanopartículas en el hipocampo entre tratamientos.
Encontraron altas concentraciones de nanopartículas en los hipocampos de ratones con AD independientemente de su edad, y los ratones con AD más viejos tenían concentraciones más altas que los ratones con AD más jóvenes. Los investigadores dicen que esto fue predicho y que la barrera hematoencefálica está significativamente debilitada en personas con EA. Además de poder penetrar la BBB, las nanopartículas quedaron retenidas en el hipocampo durante más tiempo, al menos dos horas después de la inyección, y los datos preliminares sugieren una retención aún más prolongada.
No se encontraron nanopartículas en el cerebro de ratones jóvenes sanos, lo que significa que sus BBB estaban intactas. Sin embargo, para sorpresa del equipo, encontraron una cantidad significativa de nanopartículas en el cerebro de ratones mayores sanos, lo que sugiere que la BHE se debilita significativamente con la edad, incluso en ratones sin EA.
«Este hallazgo fue sorprendente porque los ratones más viejos en este estudio corresponden a una edad humana de sólo unos 60 años», dijo Chung. “Sabíamos que habría cierta filtración en la BHE con la edad, pero asumimos que las nanopartículas penetrarían en el cerebro mucho menos de lo que encontramos. Esto subraya que existe una penetración de las nanopartículas a través de la barrera hematoencefálica hasta regiones profundas del cerebro afectadas por la EA, dependiente de la edad y de la enfermedad”.
«Este estudio proporciona información valiosa para avanzar en nuestra comprensión del transporte de nanopartículas al cerebro en pacientes ancianos y con Alzheimer», dijo Kai-Yu Huang, estudiante de posgrado en el laboratorio de Kong. «Nos estimula a pensar en estrategias futuras para desarrollar portadores de fármacos a nanoescala para atacar las células cerebrales inflamadas en diferentes fases de los trastornos cerebrales relacionados con la edad».
El siguiente paso es intentar agregar candidatos a fármacos a las nanopartículas y ver si podrían mejorar la cognición y la memoria en modelos de ratones con EA, dijeron los investigadores. También planean medir cuánto tiempo pueden permanecer sus nanopartículas en el cerebro, lo que podría ayudar a proporcionar una administración de fármacos más prolongada y consistente a los pacientes tratados con nanopartículas en el futuro. El equipo espera que estos hallazgos sirvan de guía para el desarrollo futuro de portadores de fármacos para tratar enfermedades tanto en el cerebro como más allá.
«Esto va más allá del cerebro porque esta tecnología también puede usarse para otras enfermedades, no sólo enfermedades cerebrales», dijo Chung. “Al modificar el contenido de la superficie de las nanopartículas, podemos atacar directamente diferentes órganos, siempre que sepamos a qué apuntar en esos órganos. El uso de nanopartículas en medicina ofrece posibilidades de aplicación diversas e innovadoras”.
[ad_2]