تیمی از محققان دانشگاه تگزاس در دالاس تکنیک جدیدی را برای باز کردن موقت سد خونی مغزی برای رساندن دارو به مغز ایجاد کرده‌اند.
دکتر ژنپنگ کین، دانشیار مهندسی مکانیک در دانشگاه دالاس و همکارانش، گفت: عبور دارو از رگ های خونی منحصر به فرد و محافظ مغز که به عنوان سد خونی مغزی شناخته می شود، یکی از بزرگترین چالش ها در درمان بیماری های مغز و سیستم عصبی مرکزی است. -نویسنده مسئول مطالعه که روش را توصیف می کند. این تکنیک از نور و نانوذرات برای باز کردن موقت این موانع – به نام اتصالات محکم – استفاده می کند تا دارو به هدف خود برسد.
Qin و همکارانش در دانشکده مهندسی و علوم کامپیوتر اریک جانسون و در سایر موسسات در مطالعه‌ای که به صورت آنلاین در 13 سپتامبر در مجله منتشر شد، این رویکرد را در موش‌ها نشان دادند. نامه های نانو.
محققان نانوذرات طلا را برای هدف قرار دادن محل اتصال محکم سنتز کردند و نشان دادند که تحریک لیزری پیکوثانیه ترانس جمجمه ای نانوذرات پس از تزریق داخل وریدی، نفوذپذیری سد خونی مغزی را افزایش می دهد. (اعتبار تصویر: Nano Letters)
این یافته ها نتیجه تحقیقات پنج ساله است که تا حدی توسط موسسه تحقیقات و پیشگیری سرطان تگزاس (CPRIT) تامین شده است. کین گفت که این رویکرد می‌تواند به درمان‌هایی برای تومورهای مغزی و بیماری لو گریگ، که به عنوان اسکلروز جانبی آمیوتروفیک نیز شناخته می‌شود، منجر شود. کمک به بهبود سکته مغزی؛ و ارائه ژن درمانی Qin گفت که توسعه و آزمایش بیشتر قبل از استفاده در انسان مورد نیاز است.
“رویکردهایی برای افزایش سد خونی مغزی [BBB] Xiaoqing Li، نویسنده ارشد مقاله و دانشجوی دکترای مهندسی زیست پزشکی در UT دالاس، گفت: نفوذپذیری برای پیشرفت درمان بیماری‌های سیستم عصبی مرکزی ضروری است.
این تکنیک شامل تزریق نانوذرات طلا، که نور را جذب می‌کنند، به جریان خون برای هدف قرار دادن سد خونی مغزی است. محققان از پالس های لیزری پیکوثانیه (یک تریلیونم ثانیه) برای فعال کردن نانوذرات طلا به صورت خارجی استفاده می کنند.
لی گفت: “این عمل یک نیروی مکانیکی کوچک ایجاد می کند که به طور موقت سد را می شکند تا دارو بتواند وارد جریان خون به مغز شود.”
این مطالعه نشان داد که این تکنیک به سد خونی مغزی یا انقباض و گشاد شدن رگ‌های خونی که وازوموشن نامیده می‌شود، آسیبی نمی‌رساند.
دکتر Qi Cai، همکار تحقیقاتی مهندسی مکانیک و یکی از نویسندگان مقاله گفت: ما نشان دادیم که نفوذپذیری BBB را می توان بدون اختلال قابل توجهی در حرکت عروقی خود به خود یا ساختار واحد عصبی عروقی تعدیل کرد.
در آزمایش‌های خود، محققان این روش را با محموله‌هایی از آنتی‌بادی‌ها، لیپوزوم‌ها و ناقل‌های ویروسی مرتبط با آدنو آزمایش کردند که می‌توان از آنها برای حمل اجزای ویرایش ژن استفاده کرد.
در ماه اوت، Qin چهارمین کمک هزینه CPRIT را دریافت کرد تا بررسی کند که آیا می توان از این روش برای درمان گلیوبلاستوما، شایع ترین تومور بدخیم مغزی در بزرگسالان استفاده کرد. هدف او و تیمش طراحی و تولید نانوذرات مغناطیسی است که می‌توانند با استفاده از میدان‌های مغناطیسی، سد خونی مغزی را بر هم بزنند.
کین که کمک‌های مالی را از آژانس دولتی – دومین برنامه بزرگ تحقیقات و پیشگیری سرطان در جهان – در سال‌های 2016، 2018 و 2019 دریافت کرد، گفت: «حمایت از CPRIT در کار ما مؤثر بوده است. ما ایده ای داشتیم که اساساً از نانوذرات برای هدف قرار دادن اجزای خاصی از سد خونی مغزی با حداقل آسیب استفاده کنیم.”
در نامه های نانو این مطالعه شامل یک تیم بین‌رشته‌ای جهانی از محققان از جمله دکتر هدر هاینگا و دکتر شاشانک سیرسی، هر دو استادیار مهندسی زیستی در UT دالاس بود. از دیگر نویسندگان UT دالاس می توان به دکتر Xiuying Li و دکتر Hejian Xiong، دانشمندان محقق در مهندسی مکانیک اشاره کرد. و Peiyuan Kang PhD’20 که اکنون محقق فوق دکتری در دانشکده پزشکی هاروارد است.
همکاران دیگر شامل محققان مرکز پزشکی UT Southwestern بودند: نویسنده همکار دکتر رابرت باچو، استادیار عصب‌شناسی و پزشکی داخلی. دکتر وامسیدارا ومیردی، نویسنده همکار. و دکتر ادوارد پان، دانشیار مغز و اعصاب و جراحی مغز و اعصاب و رئیس بخش نوروآنکولوژی.
این همکاری همچنین شامل محققانی از بنیاد ایتالیایی برای تحقیقات سرطان انکولوژی مولکولی، موسسه ژنتیک Smurfit در کالج ترینیتی دوبلین و دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو بود.
علاوه بر CPRIT، بودجه این تحقیق از انجمن قلب آمریکا، مؤسسه ملی بهداشت، شورای تحقیقات اروپا و Fondazione Cariplo تأمین شد.