Экзосомы, как показано на этом изображении, полученном с помощью электронного микроскопа, представляют собой крошечные капсулы, которые вырабатываются большинством клеток организма.
(PhysOrg.com) – Ученые Оксфордского университета разработали новый метод доставки сложных лекарств непосредственно в мозг, что является необходимым шагом для лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь двигательных нейронов и мышечная дистрофия.
Эти заболевания в значительной степени сопротивлялись попыткам за последние 50 лет разработать новые методы лечения, отчасти из-за сложности доставки новых эффективных лекарств в мозг, чтобы замедлить или остановить прогрессирование болезни.
Команда успешно отключила ген, участвующий в болезни Альцгеймера, в мозге мышей, используя экзосомы. крошечные частицы, естественно выделяемые клетками. Экзосомы, вводимые в кровь, способны переносить лекарство через обычно непроницаемый гематоэнцефалический барьер в мозг, где это необходимо.
Хотя это значительный и многообещающий результат, необходимо предпринять ряд шагов, прежде чем эту новую форму доставки лекарств можно будет протестировать на людях в клинике. Исследование, частично финансируемое Кампанией по мышечной дистрофии, опубликовано в Nature Biotechnology.
"Это впечатляющие и захватывающие результаты. Впервые новые «биологические» лекарства были эффективно доставлены через гематоэнцефалический барьер в мозг," говорит доктор. Мэтью Вуд с факультета физиологии, анатомии и генетики Оксфордского университета, который руководил работой.
Экзосомы – это маленькие капсулы, которые вырабатываются большинством клеток организма в различных количествах. Эти природные наночастицы считаются одним из способов взаимодействия клеток друг с другом и с иммунной системой организма. Когда экзосомы отрываются от внешних стенок клеток, они могут забирать с собой различные клеточные сигналы и генетический материал, транспортируя этот материал между разными клетками.
Это заставило исследователей Оксфордского университета задаться вопросом, можно ли адаптировать экзосомы для доставки лекарств в различные клетки и ткани тела.
"Это первый раз, когда эта естественная система была использована для доставки лекарств," говорит доктор. Древесина.
Новые лекарства на основе антител, пептидов или в последнее время молекул РНК были разработаны во многих случаях для нацеливания на определенные участки путей заболевания. Несмотря на то, что они показали хорошие результаты в лаборатории, слишком часто оказывалось затруднительным доставить лекарства в нужную часть тела, чтобы увидеть какой-либо эффект у людей.
В настоящее время доставка любого такого типа терапии в мозг требует нейрохирургии. Ничто, введенное внутривенно, не могло попасть из крови в мозг.
"Основным препятствием для этих лекарств является доставка," объясняет доктор. Древесина. "Эта проблема становится еще более серьезной, когда вы хотите дотянуться до мозга. Гематоэнцефалический барьер ?? что мешает большинству вещей из кровотока попасть в наш мозг ?? слишком большое препятствие."
Команда Оксфордского университета намеревалась адаптировать встречающиеся в природе экзосомы для проведения генной терапии. Они использовали последовательность РНК ?? РНК – это молекула, связанная с ДНК, которая также несет генетическую информацию ?? который отключает ген, связанный с болезнью Альцгеймера.
Чтобы этот подход сработал, им потребуется загрузить в экзосомы РНК, лекарство. Но они также должны быть в состоянии воздействовать на правильные ткани тела.
Прежде всего, они произвели и очистили экзосомы из клеток мыши. Затем они разработали и запатентовали новые методы для вставки молекул РНК в экзосомы и добавления белковых элементов в оболочку экзосомы, которые будут нацелены на нервные клетки.
Экзосомы, введенные мышам внутривенно, преодолели гематоэнцефалический барьер и попали в мозг. Оказавшись там, РНК смогла выключить ген, участвующий в накоплении искаженного белка при болезни Альцгеймера. Это привело к 60% уменьшению в головном мозге проблемного фермента, кодируемого геном.
"Мы показали, что естественная система может использоваться для доставки лекарств через гематоэнцефалический барьер," говорит доктор. Древесина. "Мы считаем, что можем использовать ту же технологию для лечения болезней Альцгеймера, двигательных нейронов, болезней Паркинсона и Хантингтона. Все, что нам нужно, это каждый раз разная РНК.
"Следующие шаги – проверить экзосомы на мышиной модели болезни Альцгеймера, чтобы увидеть, влияет ли это на прогрессирование болезни," Доктор. Вуд объясняет.
Он также отмечает, что перед тестированием экзосом на людях потребуются другие шаги, в том числе тесты на безопасность и расширение процедур.
"Многие из этих заболеваний невозможно вылечить за последние 50 лет стандартными препаратами. Разработаны новые лекарства на основе сложных биологических молекул ?? антитела, пептиды и РНК ?? но все требуют новых способов доставки лекарств," он говорит.
"Эти природные наночастицы будут вводиться внутривенно или, возможно, даже перорально, и все равно попадут в мозг."