Nanomateriały przenikające przez barierę krew-mózg w regeneracji układu nerwowego
Wiedza na temat mechanizmów neurologicznych zachowania zdrowia lub rozwoju chorób jest ograniczona, a przekładanie odkryć naukowych na strategie neuroochronne utrudnione. Kolejnym problemem jest brak możliwości wydajnego dostarczania leków neuroochronnych do mózgu poprzez barierę krew-mózg. Nanoneuronauka mogłaby zrewolucjonizować leczenie zaburzeń neurologicznych, jako że nanocząstki mają zdolność przenikania bariery krew-mózg. Badacze odkryli niedawno działanie neuroochronne białka S100A4. W trakcie realizacji projektu NANONEUROPROTECTION (Nanomaterials for treatment of neurodegenerative disorders) naukowcy korzystali z najnowocześniejszych technik, aby scharakteryzować neuroochronne szlaki i zaprojektować leki neuroochronne na bazie S100A4 i uzyskiwanych z niego peptydów: H3 i H6. Testy na modelach komórkowych neurodegeneracji wskazują, że S100A4, H3 i H6 mają silne działanie neuroochronne. Badacze zakwalifikowali je też do dalszych prac w celu uzyskania z nich leków na choroby neurologiczne. Jednym z najważniejszych odkryć był nowy szlak sprzyjający przeżyciu oraz udowodnienie, że oś S100-ErbB uczestniczy w wielu aspektach neuroochrony. ErbB są receptorami neuronów, które powiązano z padaczką, schizofrenią oraz chorobami Alzheimera i Parkinsona. Korzystając z kilku modeli neurotoksyczności, naukowcy wykazali, że S100A4 bezpośrednio wiąże się z ErbB, aktywując przekazywanie sygnału przeżycia komórki. Odkryto korelację między ekspresją S100A4 i ErbB a uszkodzeniem mózgu u modelowych gryzoni. Innym ważnym i bardzo obiecującym osiągnięciem jest wyprodukowanie sferycznych nanocząstek złota i złotych plazmonowych nanogwiazd (AuNS) wraz z nanocząstkową platformą dostarczania leków. AuNS, dzięki ramionom przypominającym kształt gwiazdy, zapewnia lepszy dostęp i większą powierzchnię mocowania biosensorów lub czynników neuroaktywnych. Badacze zoptymalizowali funkcjonalizację tego produktu, aby usprawnić dostarczanie czynników neuroochronnych z grupy S100. Dane pilotażowe potwierdzają ich zdolność do przekraczania bariery krew-mózg. Koszty wynikające z chorób neurodegeneracyjnych, takich jak udar, choroba Parkinsona lub padaczka, wynoszą setki miliardów euro rocznie w samej Europie. Badanie NANONEUROPROTECTION otwiera nowe drogi do opracowania nanocząstek neurotroficznych skierowanych wobec S100, których działania niepożądane będą minimalne. Wszechstronne możliwości funkcjonalizacji mogą też zostać wykorzystane do wbudowywania związków aktywnych w badaniu RM, takich jak tlenek żelaza, aby połączyć obrazowanie z terapią.
Słowa kluczowe
Regeneracja układu nerwowego, zaburzenia neurodegeneracyjne, bariera krew-mózg, S100A4, NANONEUROPROTECTION, złote plazmonowe nanogwiazdy, peptydy neuroochronne
