Description du projet
Modulation non invasive de la barrière hémato-encéphalique à l’aide de nano-aiguilles de carbone
La barrière hémato-encéphalique (BHE) protège le cerveau et fournit un microenvironnement régulé avec précision. Cette barrière de défense constitue un obstacle aux charges thérapeutiques pour le traitement des tumeurs cérébrales et des maladies neurodégénératives, mais toutes les méthodes connues de pénétration de la BHE sont souvent dangereuses pour les patients. Le projet PiezoMagBBB, financé par l’UE, présentera une stratégie innovante pour traverser la BHE à l’aide de nano-aiguilles de carbone piézomagnétiques (PMCNN) et évaluera son potentiel en tant que système de délivrance de médicaments pour le cerveau. Les PMCNN sont des nanotubes de carbone fonctionnalisés, revêtus de nanoparticules piézomagnétiques, qui convertissent les ultrasons en impulsions électriques pour pénétrer la BHE de manière non invasive. L’objectif est de pénétrer le modèle de la BHE in vitro et d’évaluer l’efficacité des PMCNN à délivrer des médicaments dans des sphéroïdes et des organoïdes 3D de tumeurs cérébrales.
Objectif
Abstract
The Blood Brain Barrier (BBB) protects the brain from unwanted chemicals and provides a precisely regulated microenvironment to function normally. However, this defense barrier presents a challenge in shuttling therapeutic cargoes into the brain for the treatment of brain tumours and neurodegenerative diseases. To date, the known methods for BBB penetration poses inherent limitations which are often dangerous to the patients including the microbubble mediated ultrasound (US) driven BBB penetration. Herein we propose an innovative strategy to cross the BBB by introducing PiezoMagnetic Carbon Nanoneedles (PMCNNs) and evaluate its potential as an ideal brain drug delivery system (DDS). PMCNNs are made of functionalised carbon nanotubes (ƒ-CNT) decorated with PiezoMagnetic Nanoparticles. Due to the intrinsic piezoelectric property of PMCNNs, they convert short wave ultrasound (US) into electric pulses to electrically permeate the BBB noninvasively which is not possible by any of the known techniques so far. The main objectives of PiezoMagBBB are 1) to electrically permeate an in vitro BBB model with PMCNNs through nano-electroporation under short wave US and 2) to assess the efficacy of PMCNNs to deliver anticancer therapeutics in 3D tumour spheroids and brain tumour organoids. Thus PiezoMagBBB will design novel PMCNNs; assess their cytotoxicity in different brain cells; evaluate their BBB modulation under US and cellular uptake in BBB models; investigate their potential as a DDS for anticancer drugs in “in vivo tumour mimicking” glioblastoma spheroids and brain-tumour organoids. The fellow brings her extensive expertise in smart DDS design to the host lab, which in turn will offer world-class biological and nanotoxicological facilities and nanomedicine expertise. PiezoMagBBB also offers an industry secondment for high-throughput development of brain tumour organoids and a collaboration with an oncology consultant to enable validation of the model.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
B15 2TT Birmingham
Royaume-Uni