Neurodegenerativni poremećaji poput Parkinsonove, Alchajmerove i Hantingtonove bolesti nemaju mogućnosti lečenja ili terapije koje bi usporile njihovo napredovanje. Predložene su potencijalno obećavajuće opcije terapije, ali su ograničene nemogućnošću prelaska krvno-moždane barijere.
U radu pod naslovom „Otvaranje BBB-a sa fokusiranim ultrazvukom kod neljudskih primata i pacijenata sa Parkinsonovom bolešću: Ciljana isporuka AAV vektora i PET slikanje“, objavljenom u Science Advances, istraživači predvođeni Univerzitetom CEU-San Pablo u Španiji izveštavaju o metodi bezbednog prelaska krvno-moždane barijere.
Genska terapija je jedna od potencijalnih terapija koju bi istraživači želeli da proučavaju, u nadi da će ispraviti patogene mehanizme, pojačati neuroprotekciju i pokrenuti neuroregeneraciju i restauraciju oštećenog moždanog tkiva.
Vektori adeno-asociranog virusa (AAV) su atraktivno sredstvo za prenos gena u tkiva. AAV su mala jednolančana DNK bez omotača na kojoj su naučnici radili na stvaranju platforme za isporuku gena. Postoje projektovani AAV-ovi sa većinom virusnih genoma zamenjenim „ekspresionim kasetama“ koje sadrže promoter, korisni teret gena i terminator. Ovi istraživački AAV se ne mogu replicirati kao divlji virus, ali genski teret koji nose može biti eksprimiran (često sa drugim pomoćnim virusom), pružajući dugoročnu terapeutski korisnu ekspresiju gena.
Prednost genske terapije je da bi isporuka AAV vektora bila potrebna samo povremeno, jer su prethodne studije pokazale tretmane koji traju nekoliko godina ili više. Terapije molekulima lekova zahtevaju mnogo češće intervencije, što obično nije prepreka za lečenje osim ako je lečenje u mozgu.
Jedan ograničavajući faktor u korišćenju AAV-a (ili molekula lekova) u mozgu je krvno-moždana barijera, čvrsta mreža zaštitnih endotelnih ćelija, pericita, astrocita i mikroglije koji rade na sprečavanju bakterija i neželjenih molekula dok puštaju kiseonik, ugljen-dioksid i dolazi do cirkulacije vode.
Da bi prešli barijeru, AAV-ovi moraju ostati veoma mali, ograničavajući mogućnosti nosivosti kasete. Kada AAV prođu, pojavljuje se još jedan problem, lokacija. Ako su AAV-ovi potrebni za lečenje specifičnih tkiva na određenim lokacijama mozga, samo prolazak pored krvnog mozga možda neće biti dovoljan za generisanje terapeutskog efekta.
U modelima istraživanja na životinjama, čin umetanja AAV-a intracerebralnim injekcijama, najdirektniji način sprovođenja terapijskog genetskog ispitivanja, ponekad može dovesti do dovoljno traumatskog oštećenja tkiva da izazove smrt. Razumno, ovo je ograničavajući faktor kada se razmatraju ispitivanja na ljudima. Kako autori studije ističu, tretmani neurodegenerativnih bolesti mogu zahtevati isporuku u nekoliko regiona mozga istovremeno, a idealan pristup za isporuku gena za bolesti mozga treba da bude bezbedan, neinvazivan i specifičan za region.
U trenutnoj studiji, istraživači izveštavaju o stvaranju uspešnog otvaranja krvno-moždane barijere i dopremanju AAV vektora u specifične regione mozga uključene u Parkinsonovu bolest koristeći ultrazvuk niskog intenziteta vođenog magnetnom rezonancom.
Ekspresija neuronskog zelenog fluorescentnog proteina je primećena posebno u regionima sa otvaranjem krvno-moždane barijere, što potvrđuje da je metod isporuke uspeo. Propustljivost krvno-moždane barijere je obnovljena u roku od 24 sata i nisu prijavljeni neželjeni efekti.
Prvo ispitivanje je sprovedeno na odraslim makakima majmunima, a praćenje je sprovedeno na tri ljudska pacijenta sa Parkinsonovom bolešću. Manje invazivna priroda ove metodologije mogla bi da olakša isporuku virusnih vektora za gensku terapiju, čime bi teorijske intervencije za lečenje neurodegenerativnih poremećaja postale stvarnost.
Dok se trenutna studija fokusirala na neurodegenerativne poremećaje, mnoštvo drugih bolesti je izbeglo lečenje jer se odvijaju iza krvno-moždane barijere i van domašaja konvencionalnih terapeutika. Meningitis, sifilis i toksoplazmoza, da pomenemo samo neke, mogli bi da vide nove mogućnosti lečenja sa sigurnim prolazom kroz lavirint zaštitne moždane vaskulature.
