Наноматериалы помогут при лечении церебрального паралича

27.04.201214240

Научной группе из Медицинской Школы при Университете Джона Хопкинса (Johns Hopkins University School of Medicine, США) удалось уменьшить симптомы церебрального паралича у новорожденных кроликов с моделью заболевания. Ученые присоединили лекарственное средство к особой наномолекуле, которая позволила препарату эффективно преодолеть гематоэнцефалический барьер и остановить воспаление в головном мозге. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Science Translational Medicine [1].

По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США (US Centers for Disease Control and Prevention), приблизительно у 1 из 303 детей в возрасте до 8 лет развивается церебральный паралич – заболевание, характеризующееся нарушением движения, осанки и сенсорных способностей. Заболевание обычно возникает в результате неврологических повреждений плода в утробе матери, вызванных, например, перекручиванием пуповины, что сопровождается временным ограничением поступления кислорода к плоду, или инфекционными заболеваниями матери. Подобные повреждения приводят к активации клеток иммунной системы головного мозга, называемых микроглией или астроцитами, которые вызывают дальнейшее развитие воспаления и усиливают повреждение тканей.

Остановить развитие воспалительного процесса в головном мозге сложно, поскольку противовоспалительные лекарственные препараты с трудом преодолевают гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Обычно лекарственные препараты, способные преодолеть ГЭБ, не обладают специфичностью, то есть не способны избирательно действовать на определенный тип клеток головного мозга. «Не стоит ожидать, что молекулы большого размера проникнут в головной мозг, но, если это все же произойдет, не следует надеяться на то, что они подействуют на специфический тип клеток головного мозга и немедленно окажут терапевтическое воздействие. Но во время нашего эксперимента это произошло», - рассказывает один из соавторов исследования Рангарамануям Каннан (Rangaramanujam Kannan), инженер-химик из Медицинской Школы при Университете Джона Хопкинса.

«Исследование уникально тем, что ученые смогли целенаправленно воздействовать лекарственным препаратом на микроглиальные клетки», - отмечает Майк Джонстон (Mike Johnston), специалист в области детской неврологии из Института Кеннеди Кригера (Kennedy Krieger Institute, США).

Ученые присоединили противовоспалительный лекарственный препарат N-ацетил-L-цистеин (NAC) к синтетической молекуле под названием дендример, имеющей форму снежинки с множеством переплетающихся отростков, а затем ввели лекарственное вещество в кровоток новорожденных кроликов, у которых была предварительно воспроизведена травма головного мозга. Дендримеры «помогли» препарату преодолеть ГЭБ и высвободиться непосредственно в области активированной микроглии и астроцитов, что позволило остановить дальнейшее развитие воспалительной реакции и, как следствие, положительно повлияло на двигательную функцию животных. Животные из группы контроля, которым вводился только препарат NAC (без дендримеров), потеряли дополнительное количество клеток головного мозга и спотыкались при попытке сделать прыжок.

«Причина, по которой дендримеры соединяются с иммунными клетками, остается не известной», - говорит Дон Томалия (Don Tomalia), директор Национального Центра Дендримерной Нанотехнологии (National Dendrimer Nanotechnology Center, США), создавший в 1979 г. дендримеры.

«Торможение воспаления в тканях головного мозга с помощью целенаправленно действующих лекарственных препаратов пополнит арсенал терапевтических методик для лечения новорожденных, имеющих риск развития церебрального паралича. В настоящее время новорожденных с признаками повреждения головного мозга, например, судорогами или проблемами с дыханием или кормлением, часто держат при сниженной температуре тела 33,5 C° в течение трех дней, что на 40% снижает шансы развития заболевания», - говорит Майк Джонстон.

Суйята Каннан (Sujatha Kannan), педиатр из Медицинской Школы при Университете Джона Хопкинса, который также участвовал в новом исследовании, считает, что разработанный способ лечения целесообразно объединить с другим методом лечения церебрального паралича, имеющим большой потенциал – терапией стволовыми клетками, позволяющими восстановить поврежденную нервную ткань. «Мы считаем, что лучшим подходом к лечению больных церебральным параличом станет подавление существующего в головном мозге воспаления, а затем проведение регенеративной терапии стволовыми клетками», - говорит доктор Каннан.

Поскольку недавно было установлено, что микроглия играет важную роль в развитии других неврологических заболеваний, например, рассеянного склероза и болезни Альцгеймера [2], результаты этого исследования могут найти более широкое применение в клинической практике. Дендримеры уже были апробированы для лечения различных заболеваний человека, начиная от генитального герпеса и заканчивая раком. «Нам не советовали проводить это исследование, поскольку никто не думал, что можно подействовать лекарственным препаратом непосредственно на иммунные клетки головного мозга, - рассказывает Каннан, также принимавший участие в другом исследовании, результаты которого показали, что дендримеры, инъецированные в глаз крысы, целенаправленно действуют на микроглию [3]. – Однако, дендримеры обладают особыми свойствами».



Дендримеры, искусственные полимеры с ветвящимися отростками, переносят противовоспалительные препараты в зону воспаления в головном мозге. (фото: HYBRID MEDICAL ANIMATION/SPL)

Оригинальный текст: Amy Maxmen

По материалам NatureNews

Литература:
1. Kannan, S. et al. Sci. Trans. Med. 4, 130ra46 (2012).
2. Minagar, A. et al. J. Neurological Sciences. 202. 13–23. (2002).
3. Iezzi, R. et al. Biomaterials. 33, 979–88, (2012).


Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей