Zamislite mozak kao toranj za kontrolu vazdušnog saobraćaja, koji nadgleda ključne i složene operacije „aerodroma“ tela. Ovaj toranj, neophodan za koordinaciju neprekidnog protoka neuroloških signala, čuva se ogromnim slojem koji funkcioniše kao bezbednosni tim aerodroma, marljivo proverava sve i svakoga, obezbeđujući da neželjeni uljezi ne ometaju vitalne funkcije unutra.
Međutim, ova sigurnost, iako je vitalna, dolazi sa značajnim nedostatkom: ponekad je „mehaničar“ – u obliku kritičnih lekova potrebnih za lečenje neuroloških poremećaja – potreban unutar kontrolnog tornja da bi se rešili problemi koji nastaju. Ali ako je bezbednost prestroga, odbijajući čak i ovim bitnim agentima ulazak, same operacije koje treba da štite mogu biti ugrožene.
Sada, istraživači predvođeni Majklom Mičelom sa Univerziteta u Pensilvaniji prodiru ovu dugogodišnju granicu u biologiji, poznatu kao krvno-moždana barijera, tako što razvijaju metod sličan pružanju ovog mehaničara posebnom ključnom karticom za zaobilaženje bezbednosti. Njihovi nalazi, objavljeni u časopisu Nano Letters, predstavljaju model koji koristi lipidne nanočestice (LNP) za isporuku mRNA, nudeći novu nadu za lečenje stanja kao što su Alchajmerova bolest i napadi – za razliku od popravljanja kvarova kontrolnog tornja bez ugrožavanja njegove bezbednosti.
„Naš model je bio bolji u prelasku krvno-moždane barijere od drugih i pomogao nam je da identifikujemo čestice specifične za organe koje smo kasnije potvrdili u budućim modelima“, kaže Mičel, vanredni profesor bioinženjeringa na Pennovoj školi za inženjerstvo i primenjene nauke i stariji autor na studiju. „To je uzbudljiv dokaz koncepta koji će bez sumnje informisati nove pristupe lečenju stanja poput traumatske povrede mozga, moždanog udara i Alchajmerove bolesti.“
Da bi razvila model, Emili Han, dr. kandidat i naučni saradnik NSF-a u laboratoriji Mitchell i prvi autor rada, objašnjava da je počelo sa potragom za pravom in vitro platformom za skrining, rekavši: „Češljao sam literaturu, većina platformi koje sam pronašao je bila ograničena na regularnu ploču sa 96 bunarčića, dvodimenzionalni niz koji ne može predstavljati i gornji i donji deo krvno-moždane barijere, koji odgovaraju krvi i mozgu, respektivno.“
Han je zatim istražio visokopropusne transvell sisteme sa oba odeljka, ali je otkrio da oni ne uzimaju u obzir transfekciju mRNA ćelija, otkrivajući prazninu u procesu razvoja. To ju je navelo da stvori platformu sposobnu da meri transport mRNK iz odeljka krvi u mozak, kao i transfekciju različitih tipova moždanih ćelija, uključujući endotelne ćelije i neurone.
„Proveo sam mesece pronalazeći optimalne uslove za ovaj novi in vitro sistem, uključujući uslove rasta ćelija i fluorescentne reportere da koristim“, objašnjava Han. „Kada smo postali robusni, pregledali smo našu biblioteku LNP-ova i testirali ih na životinjskim modelima. Videti kako mozak eksprimira protein kao rezultat mRNA koju smo isporučili bilo je uzbudljivo i potvrdilo da smo na pravom putu.“
Platforma tima je spremna da značajno unapredi tretmane neuroloških poremećaja. Trenutno je prilagođen za testiranje niza LNP-a sa peptidima ciljanim na mozak, antitelima i različitim lipidnim kompozicijama. Međutim, on takođe može da isporuči druge terapeutske agense kao što su siRNA, DNK, proteini ili lekovi malih molekula direktno u mozak nakon intravenske primene.
