12.04.2017 19:17 Исследования наночастиц, испытанные на саранче, сосредоточены на новом методе доставки лекарств

Группа инженеров из Вашингтонского университета в Сент-Луисе объединила наночастицы, аэрозольную науку и саранчу в новых исследованиях в области доказательной медицины, которые когда-нибудь могли бы значительно улучшить доставку лекарств в мозг, делая их такими же простыми, как вдох.

Доставка жизненно важных препаратов непосредственно в мозг безопасным и эффективным способом является проблемой для медицинских работников. Одна из ключевых причин: гематоэнцефалический барьер, который защищает мозг от доставки лекарств, специфичных для его тканей. Такие методы, как инъекции или пилюли, не так точны или оперативны, как это может показаться врачам, и обеспечение возможности доставки в мозг часто требует инвазивных, рискованных методов.

Группа инженеров из Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработала новый метод доставки поколений наночастиц, который когда-нибудь мог бы значительно улучшить доставку лекарств в мозг, сделав его таким же простым, как вдох.

«Это будет назальный спрей для наночастиц, и система доставки сможет позволить терапевтической дозе медицины достичь мозга в течение от 30 минут до одного часа», - сказала Рамеш Ралия, научный сотрудник Школы инженерии и прикладной науки (School of Engineering & Applied Science).

«Гематоэнцефалический барьер защищает мозг от инородных веществ в крови, которые могут повредить мозг», - сказала Ралия. «Но когда нам нужно что-то доставлять, преодоление этого барьера является трудным и инвазивным. Наша неинвазивная техника может доставлять лекарства через наночастицы, поэтому есть меньше риска и лучшее время реакции».

Новый подход основан на аэрозольных науках и технических принципах, которые позволяют получать монодисперсные наночастицы, которые могут осаждаться в верхних областях носовой полости посредством диффузии. Работая с помощником заместителя ректора Пратимом Бисвасом, председателем Департамента энергетики, экологической и химической инженерии и профессором Люси и Стэнли Лопаты (Lucy & Stanley Lopata), Ралия разработал аэрозоль, состоящий из наночастиц золота с контролируемыми размерами, формой и поверхностным зарядом. Наночастицы были помечены флуоресцентными маркерами, что позволяет исследователям отслеживать их движение.

Затем Ралия и аспирант по биомедицинской технике Дебаджит Саха подвергли антенны саранчи действию аэрозоля и наблюдали, как наночастицы перемещаются от антенн через обонятельные нервы. Благодаря своим крошечным размерам наночастицы проходили через мозговой кровяной барьер, достигая мозга и наполняя его в считанные минуты.

Команда проверила концепцию на саранче, потому что гематоэнцефалический барьер у насекомых и людей имеет анатомическое сходство, и исследователи рассматривают возможность прохождения через носовые области к нейронным путям как оптимальный способ доступа к мозгу.

«Самый короткий и, возможно, самый легкий путь к мозгу лежит через нос», - сказал Барани Раман, доцент биомедицинской инженерии. «Ваш нос, обонятельная луковица, а затем обонятельная кора: два перехода, и вы достигли коры. То же самое относится к обонятельной схеме беспозвоночных, хотя последняя представляет собой относительно более простую систему: надглоточный ганглий вместо обонятельной луковицы и коры головного мозга ."

Чтобы определить, нарушают ли наружные наночастицы нормальную функцию мозга, Саха рассмотрел физиологический ответ обонятельных нейронов у саранчи до и после доставки наночастиц. Через несколько часов после поглощения наночастиц не было обнаружено заметных изменений в электрофизиологических ответах.

«Это только начало перспективного набора исследований, которые могут быть выполнены, чтобы сделать подходы к доставке лекарственных препаратов на основе наночастиц более обоснованными», - сказал Раман.

Следующий этап исследования включает сплавление наночастиц золота с различными лекарственными средствами и использование ультразвука для определения более точной дозы в определенных областях головного мозга, что было бы особенно полезно при опухолях головного мозга.

«Мы хотим обеспечить доставку мишеней в мозг, используя этот неинвазивный подход», - сказала Ралия. «В случае опухоли головного мозга мы надеемся использовать сфокусированный ультразвук, чтобы мы могли направлять частицы для сбора в этой конкретной точке».

Ссылка

Ramesh Raliya, Debajit Saha, Tandeep S. Chadha, Baranidharan Raman, Pratim Biswas. Non-invasive aerosol delivery and transport of gold nanoparticles to the brain. Scientific Reports, 2017; 7: 44718 DOI: 10.1038/srep44718

Источник: indianexpress.com