Тематические статьи

Транспортировка лекарственных препаратов

Транспортировка лекарственных препаратов

Транспортировка лекарственных препаратов

Молекулами, проникающими через гематоэнцефалический барьер, можно управлять с помощью акустического давления - давления ультразвукового луча. Этот инновационный метод может улучшить транспортировку лекарств к мозгу.

 Защита мозга в виде гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) – это эндотелиациты капилляров и нейроглия. Эндотелий сосудов большинства тканей содержит открытые промежутки диаметром около 50 нм и межклеточные щели от 100 до 1000 нм. Через эти промежутки вода и растворённые в ней вещества циркулируют между кровью и межклеточным пространством. Отличительной особенностью сосудов центральной нервной системы является отсутствие как фенестраций, так и межклеточных щелей между эндотелиальными клетками.

ГЭБ выполняет функцию высокоселективного фильтра, через который из кровеносного русла в мозг поступают питательные вещества, а в обратном направлении выводятся продукты жизнедеятельности нервной ткани.

Вместе с тем, наличие ГЭБ затрудняет лечение многих заболеваний, задерживая ряд препаратов. К примеру, только 4 антибиотика из сотен изобретенных, проникают в мозг. Оборудование для химической и биологической защиты и чистые комнаты позволяют снизить риски лечения, но повысить эффективность может лишь лекарственное средство.

На рисунке - флуоресцентное изображение гиппокампа мыши после диффузии через ГЭБ декстранов различных размеров.

Исследование выполнено на базе Columbia University School of Engineering and Applied Science, на кафедре биомедицинской инженерии и радиологии. Данные были опубликованы в июльском выпуске Журнал мозгового кровотока и метаболизма.

"Это важный прорыв в лечении болезней Паркинсона и Альгеймера, так как метод позволяет доставлять мощные препараты к конкретным областям мозга - точно, неинвазивно и безопасно ", - говорит профессор кафедры радиологии Эльза Конофагу (Konofagou). Кафедра получила грант на $2,22 млн и разрешение на продолжение исследований на 4 года для конкретной цели – разработки лечения болезни Паркинсона. При этом гиперкинезе клеткам мозга важно получать препараты для предупреждения апоптоза, но из-за ГЭБ сделать такое можно только инвазивно. Да и транскраниальные инъекции редко бывают успешными -- только одна из десяти.

Сфокусированный ультразвук в сочетании с микропузырьками - газонаполненными пузырьками, покрытыми белковой или липидной оболочкой - продолжает быть единственным безопасным и неинвазивным способом проникновения. При воздействии ультразвука на микропузырьки возникает эффект кавитации, опасный в случае кесонной болезни, но в данном случае служащий на благо. Все предыдущие исследования ГЭБ проводились с одним (коммерчески наиболее выгодным) агентом, нынешнее же позволит выбирать любой препарат по клиническим критериям.

Экспериментальные животные помещались в своеобразных блок пациента. Целью был избран гиппокамп, центр памяти – туда и вводились разного размера молекулы сахаров (декстраны). Более высокие акустические давление привело к накоплению в гиппокампе более крупных молекул, что также подтвердили флуоресцентные изображения. Величина давления прямо коррелирует с размером молекулы, которую нужно транспортировать в мозг. Через «терминал пациента» исследователям поступала информация о состоянии подопытных.

По словам исследователей, также были получены важные сведения о физических механизмах проницаемости ГЭБ. Коммуникационная система связей между ведущими Университетами позволила проводить смежные консультации, ускорившие процесс.

"Страшно подумать, что в 21 веке мы до сих пор не знаем теперь лечить большинство заболеваний головного мозга," – добавляет Elisa E Konofagou. "Но мы действительно рады, потому что теперь появился инструмент, который потенциально может изменить текущие мрачные прогнозы многих диагнозов".

Для облегчения дозирования и введения лекарственных препаратов, Вестмедгрупп предлагает к использованию современные шприцевые насосы http://westmedgroup.ru/shpritsevye-nasosy .

 Источник:

Hong Chen, Elisa E Konofagou. The size of blood–brain barrier opening induced by focused ultrasound is dictated by the acoustic pressure. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2014; 34 (7): 1197 DOI:10.1038/jcbfm.2014.71