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cérebro

Crédito: Pixabay / CC0 Public Domain

Nas últimas décadas, os pesquisadores identificaram vias biológicas que levam a doenças neurodegenerativas e desenvolveram agentes moleculares promissores para atingi-las. No entanto, a tradução dessas descobertas em tratamentos clinicamente aprovados progrediu em um ritmo muito mais lento, em parte por causa dos desafios que os cientistas enfrentam na aplicação de terapêuticas através da barreira hematoencefálica (BBB) ​​e no cérebro. Para facilitar a entrega bem-sucedida de agentes terapêuticos ao cérebro, uma equipe de bioengenheiros, médicos e colaboradores do Brigham and Women’s Hospital e do Boston Children’s Hospital criaram uma plataforma de nanopartículas, que pode facilitar a entrega terapeuticamente eficaz de agentes encapsulados em camundongos com BBB intacto. Em um modelo de rato de lesão cerebral traumática (TBI), eles observaram que o sistema de entrega mostrou três vezes mais acúmulo no cérebro do que os métodos convencionais de entrega e foi terapeuticamente eficaz também, o que poderia abrir possibilidades para o tratamento de vários distúrbios neurológicos. As descobertas foram publicadas em Avanços da Ciência.

Abordagens anteriormente desenvolvidas para a aplicação de terapêuticas no cérebro após o TBI contam com a curta janela de tempo após uma lesão física na cabeça, quando o BBB é temporariamente violado. No entanto, depois que o BBB é reparado em algumas semanas, os médicos carecem de ferramentas para uma administração eficaz do medicamento.

“É muito difícil conseguir que agentes terapêuticos de moléculas pequenas e grandes sejam administrados através do BBB”, disse o autor correspondente, Nitin Joshi, Ph.D., bioengenheiro associado do Centro de Nanomedicina do Departamento de Anestesiologia, Medicina Perioperatória e da Dor de Brigham. “Nossa solução foi encapsular agentes terapêuticos em nanopartículas biocompatíveis com propriedades de superfície precisamente projetadas que permitiriam seu transporte terapeuticamente eficaz para o cérebro, independente do estado do BBB.”

A tecnologia pode permitir que os médicos tratem lesões secundárias associadas ao TCE que podem levar ao Alzheimer, Parkinson e outras doenças neurodegenerativas, que podem se desenvolver durante os meses e anos seguintes, uma vez que o BBB esteja curado.

“Ser capaz de administrar agentes através do BBB na ausência de inflamação tem sido uma espécie de Santo Graal no campo”, disse o co-autor Jeff Karp, Ph.D., do Departamento de Anestesiologia, Perioperatório e Dor de Brigham Remédio. “Nossa abordagem radicalmente simples é aplicável a muitos distúrbios neurológicos em que a administração de agentes terapêuticos ao cérebro é desejada.”

Rebekah Mannix, MD, MPH, da Divisão de Medicina de Emergência do Hospital Infantil de Boston e co-autora sênior do estudo, enfatizou ainda que o BBB inibe a entrega de agentes terapêuticos ao sistema nervoso central (SNC) para uma ampla gama de doenças agudas e crônicas. “A tecnologia desenvolvida para esta publicação pode permitir a entrega de um grande número de diversos medicamentos, incluindo antibióticos, agentes antineoplásicos e neuropeptídeos”, disse ela. “Isso pode ser uma virada de jogo para muitas doenças que se manifestam no SNC.”

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A terapêutica usada neste estudo foi uma pequena molécula de RNA interferente (siRNA) projetada para inibir a expressão da proteína tau, que se acredita desempenhar um papel fundamental na neurodegeneração. Poli (ácido láctico-co-glicólico), ou PLGA, um polímero biodegradável e biocompatível usado em vários produtos existentes aprovados pela US Food and Drug Administration, foi usado como material de base para nanopartículas. Os pesquisadores desenvolveram e estudaram sistematicamente as propriedades de superfície das nanopartículas para maximizar sua penetração através da BBB intacta e não danificada em camundongos saudáveis. Isso levou à identificação de um projeto de nanopartícula exclusivo que maximizou o transporte do siRNA encapsulado através da BBB intacta e melhorou significativamente a absorção pelas células cerebrais.

Uma redução de 50 por cento na expressão de tau foi observada em camundongos TBI que receberam siRNA anti-tau por meio do novo sistema de entrega, independentemente da formulação ser infundida dentro ou fora da janela temporária de BBB violada. Em contraste, a tau não foi afetada em camundongos que receberam o siRNA por meio de um sistema de entrega convencional.

“Além de demonstrar a utilidade desta nova plataforma para entrega de drogas ao cérebro, este relatório estabelece pela primeira vez que a modulação sistemática da química de superfície e densidade de revestimento pode ser aproveitada para ajustar a penetração de nanopartículas através de barreiras biológicas com junção estreita, “disse o primeiro autor Wen Li, Ph.D., do Departamento de Anestesiologia, Medicina Perioperatória e da Dor.

Além de alvejar tau, os pesquisadores têm estudos em andamento para atacar alvos alternativos usando a nova plataforma de entrega.

“Para a tradução clínica, queremos olhar além do tau para validar que nosso sistema é receptivo a outros alvos”, disse Karp. “Usamos o modelo de TBI para explorar e desenvolver essa tecnologia, mas essencialmente qualquer pessoa que estuda um distúrbio neurológico pode achar este trabalho benéfico. Certamente temos nosso trabalho interrompido, mas acho que isso fornece um impulso significativo para avançarmos em direção a vários alvos terapêuticos e estar em posição de avançar para os testes em humanos. ”


Melhorar a administração de medicamentos para o tratamento de tumor cerebral


Mais Informações:
Entrega independente da fisiopatologia BBB de siRNA em lesão cerebral traumática, Avanços da Ciência. DOI: 10.1126 / sciadv.abd6889

Fornecido por Brigham and Women’s Hospital

Citação: Sistema de entrega de drogas em nanopartículas desenvolvido para tratar distúrbios cerebrais (2021, 1º de janeiro) recuperado em 2 de janeiro de 2021 em https://medicalxpress.com/news/2021-01-nanoparticle-drug-delivery-brain-disorders.html

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