Нанолекарства разрушили барьер головного мозга



Нейробиологи создали проникающие вглубь мозга «наномолекулы».

Исследователи разработали лекарственные нанопрепараты, которые могут преодолевать гематоэнцефалический барьер — главную «охранную систему» головного мозга человека, и селективно воздействовать на пораженные нервные клетки. В своих экспериментах авторы работы показали, что такие препараты, в частности, могут успешно бороться с болезнью Альцгеймера. Впрочем, некоторые эксперты ставят под сомнение эффективность этих препаратов для людей.

Американские нейробиологи создали антитела, которые с легкостью проходят через защитные структуры головного мозга и тем самым повышают эффективность лечения таких патологий, как, к примеру, болезнь Альцгеймера. Данному исследованию были посвящены целых две работы, обе опубликованы в журнале Science Translational Medicine.

Мозговой «Цербер»

Многие препараты, которые сейчас используются в мировой медицинской практике, не оказывают ожидаемого влияния по причине низкой селективности. Иначе говоря, их «доставка» в больные клетки и ткани организма сильно затруднена в связи с определенными особенностями строения и устройства человеческого тела. Чаще всего лекарство просто-напросто рассредотачивается по организму, попадая и в обычные здоровые ткани. Другая причина заключается в том, что препарат не может преодолеть защитные механизмы клетки-«мишени»: наиболее ярким примером может служить гематоэнцефалический барьер — высокоселективный фильтр между головным мозгом и кровеносной системой.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)

Физиологический барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой. ГЭБ имеют все позвоночные, он регулирует проникновение из крови в мозг различных веществ и молекул и обладает крайне высокой селективностью.



Гематоэнцефалический барьер устроен именно таким образом

Ученые из нескольких американских фирм, занимающихся разработкой лекарственных препаратов, создали антитела, которые способны преодолевать препятствия, создаваемые гематоэнцефалическим барьером, и выборочно воздействовать на пораженные области мозга. Антитела — это особые белки иммунной системы (иммуноглобулины), которые разрушают и нейтрализуют чужеродные агенты, попадающие в тело человека. На данный момент многие исследователи бьются над тем, чтобы антитела обладали максимальной функциональностью, то есть могли воздействовать не на одну мишень, а сразу на несколько.
«Мы разрабатываем антитела, которые могли бы поражать сразу несколько мишеней, однако не многие из таких антител могут проникать в ткань мозга через гематоэнцефалический барьер. Наши молекулы слишком большие для него, правда, мы все-таки научились их компактно упаковывать», — объясняет один из разработчиков Райан Уотс (Ryan Watts), нейробиолог из компании Genentech в Сан-Франциско.

С доставкой «нано»

С легкостью проходить через гематоэнцефалический барьер новым антителам позволяет особая «упаковка». Такие «наноантитела» взаимодействуют сразу с двумя белками. Один из них — бета-секретаза — задействован в развитии болезни Альцгеймера: он участвует в образовании амилоидных структур в коре больших полушарий, которые способствуют развитию нарушений в работе головного мозга. Второй белок является рецептором, который «протаскивает» антитело в головной мозг.



В своих экспериментах исследователи показали, что после введения таких микроантител в организм мышей образование амилоидных белков, способствующих развитию болезни Альцгеймера, уменьшалось на 47%. Правда, прежде чем добиться столь высоких результатов, ученым пришлось прибегнуть к еще одной хитрости.

Молекулы «на лыжах»

Дело в том, что селективность и сила взаимодействия антитела с мишенью зависит от особого химического свойства иммуноглобулинов — аффинности. Чем выше аффинность, тем больше сила взаимодействия между двумя молекулами. В своей работе исследователи использовали антитела с высокой аффинностью, однако белок-рецептор не смог их «пропустить» к нервным клеткам.

Тогда ученые понизили аффинность антител. Подобный шаг помог не только добраться до заветных нервных клеток, но также повысить область воздействия антител. Так как ммуноглобулины с низкой аффинностью обладают меньшей селективностью, то они могут воздействовать на гораздо большее число клеток.



Именно антитела первыми идут в бой с вирусами

«Представьте себе горнолыжный курорт. Антитела с высокой аффинностью никогда не покидают подъемник. А антитела с низкой — выпрыгивают из подъемника и расползаются по всей горе», — проводят аналогию авторы работы.

Исследователи предполагают, что такие иммуноглобулины, обладающие более низкой аффинностью, могли бы помочь и при лечении других болезней — в частности, рака.

Несмотря на столь оптимистичные результаты исследования, многие ученые все-таки ставят под сомнение использование подобной методики. Так, в частности, некоторые критики указывают на то, что для человека концентрация таких антител должна в несколько раз превышать «мышиную», и не факт, что лекарство сможет оказаться таким же эффективным, как в случае с грызунами.

Источник

«Между прочим, религиозный студент может придти в замешательство, недоумевая зачем бог создаёт проблемы, снабжая хищников красивой адаптацией для ловли добычи, при этом другой рукой снабжая добычу красивой адаптацией, препятствующей этому. Видимо он наслаждается этим спортом как зритель»

Ричард Докинз

Файлы

Интеллектуальные уловки

Смерть в черной дыре и другие космические неприятности

Мир без политики, нищеты и войн

Трилобиты. Свидетели эволюции