Science子刊：哈佛团队开发新型纳米递送系统，成功突破血脑屏障治疗脑病丨医麦客黑科技
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2021年1月6日/医麦客新闻 eMedClub News/--颅脑损伤（TBI）常发生于事故、运动和军事冲突中。TBI也会引起继发性损伤，可能会导致长期神经功能障碍（例如，记忆障碍、行为改变和步态异常等）和神经退行性疾病（例如，慢性外伤性脑病、阿尔茨海默氏病和帕金森氏病）。然而，目前TBI仅限于姑息治疗，并且尚无有效的策略可终止TBI后的一系列继发性损伤。
基于小干扰RNA（siRNA）的疗法可以靶向TBI特定的病理途径，以缓解疾病进展，并提供精确的治疗。然而，siRNA要进入脑组织存在多种生理屏障，其中血脑屏障（BBB）是最主要的屏障之一。目前，解决BBB问题的一种方法是在损伤后BBB暂时破坏时进行治疗，但是BBB会在几周内恢复，并且仅适用于BBB严重破坏的一部分脑损伤。
为了克服了BBB给治疗药物所带来的挑战，哈佛大学布莱根妇女医院与波士顿儿童医院的科学家们报告了一种无关BBB状态的工程化siRNA纳米颗粒（NP）递送系统。该系统在BBB受损或完整的TBI小鼠模型中均能够有效递送包被的siRNA，并且治疗效果显著，这项研究为治疗多种神经系统疾病开辟了新的可能性。该研究论文发表于Science Advances，题为“BBB pathophysiology–independent delivery of siRNA in traumatic brain injury”。
该研究的通讯作者、布莱根妇女医院纳米医学中心的助理生物工程师Nitin Joshi博士说：“用载体将小分子或是大分子治疗药物跨过BBB是非常困难的。我们的解决方案是将治疗药物包裹到表面特性经过精确设计的生物相容性纳米颗粒中，治疗上有效地递送至大脑中，而不受BBB的影响。”
论文的第一作者、布莱根妇女医院的Wen Li博士说：“除了证明这种新系统能够将药物递送到大脑的可行性之外，这是首个确定利用表面修饰分子和修饰密度可以优化纳米颗粒跨过具有紧密连接的生物屏障的研究。”
该研究采用了聚乳酸–乙醇酸共聚物（Poly(lactic-co-glycolic acid，PLGA）作为药物递送系统。PLGA是FDA和欧洲药品局批准的药用辅料，已在疾病治疗以及生物组织工程中得到广泛应用，其安全性和有效性得以广泛证实。
为提高其穿透BBB的能力，研究人员组合调制了纳米颗粒的表面化学配体和修饰密度，从而最大程度地提高了它们的跨BBB主动转运。
TBI小鼠模型中，无论是BBB破坏的窗口期，还是血脑屏障恢复后，工程化纳米颗粒的递送效率相比于非工程化聚乙二醇化纳米颗粒提高了3倍。
▲ 装载Tau siRNA的PS 80（H）-NPs沉默tau表达（图片来源：Science Advances）
展望
除了靶向tau蛋白外，研究人员还计划将新型给药系统用于其他靶点。
这项研究的资深合著者、布莱根妇女医院的Jeff Karp博士表示：“在临床转化方面，我们希望超越tau蛋白，来验证我们的系统是否适用于其他靶点。我们基于TBI模型来探索和评估这项技术，但这项研究对于任何神经障碍领域可能都是适用的。我们当然有很多研究要做，但我认为这项研究的成功为我们开拓更多治疗靶点提供了重要的动力，并将其推向人体试验。”
资深合著者、波士顿儿童医院Rebekah Mannix博士进一步强调：“对于广泛的急性和慢性疾病，血脑屏障抑制了治疗药物向中枢神经系统的递送。这项研究开发的技术可以用于广泛的药物，包括抗生素、抗肿瘤药物和神经肽。这可能会改变许多中枢神经系统疾病的治疗方式。”
1.https://medicalxpress.com/news/2021-01-nanoparticle-drug-delivery-brain-disorders.html
2.https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabd6889
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