Les nanoparticules par voie nasale peuvent offrir une livraison rapide et sûre des médicaments au cerveau


Les nanoparticules par voie nasale peuvent offrir une livraison rapide et sûre des médicaments au cerveau

Traverser la barrière hémato-encéphalique est un défi pour les développeurs de médicaments. Maintenant, après avoir testé la méthode dans les sauterelles, une équipe d'ingénieurs montre comment une pulvérisation nasale aérosol contenant des nanoparticules d'or peut offrir une manière non invasive et rapide de délivrer des médicaments au cerveau.

Les chercheurs suggèrent que la livraison de médicaments au cerveau en utilisant des nanoparticules dans un spray nasal pourrait être une méthode efficace et rapide capable de surmonter le problème de traverser la barrière hémato-encéphalique.

L'équipe - de l'Université de Washington à St. Louis (WUSTL), MO - décrit la recherche de preuve de concept dans le journal Rapports scientifiques .

Pour que le cerveau fonctionne, il doit fonctionner dans un environnement chimique étroitement contrôlé qui est protégé contre les fluctuations plus variées du reste du corps.

Cet environnement stable est maintenu par la barrière hémato-encéphalique, qui comprend des couches de cellules spécialisées dans les couches intérieures des petits vaisseaux sanguins dans le cerveau et la moelle épinière.

La barrière hémato-encéphalique empêche les toxines d'entrer dans les tissus du cerveau et de la moelle épinière. Malheureusement, il fait si bien le travail qu'il conserve également de nombreux médicaments, comme ceux utilisés pour tuer les cellules cancéreuses.

Une façon de remédier à cette situation est de délivrer des médicaments au cerveau en utilisant des injections. Cependant, ces approches invasives sont risquées en ce sens qu'elles peuvent endommager les tissus et avoir peu de contrôle sur la distribution des médicaments à partir du point d'injection, notez les chercheurs de l'étude.

Ainsi, dans le but de trouver une alternative efficace et moins risquée, l'équipe WUSTL a décidé d'explorer le potentiel d'utilisation de nanoparticules pour transporter du cerveau dans le cerveau par le nez.

Le nez offre un accès facile au cerveau

L'intérêt pour l'utilisation de la nanotechnologie - la capacité de contrôler la matière à l'échelle atomique et moléculaire - pour développer de nouveaux outils et traitements diagnostiques augmente, notez les auteurs dans leur rapport d'étude.

Un certain nombre de nouveaux nanomatériaux ont été utilisés pour transporter des médicaments à des cibles spécifiques dans les organes et les tissus. Ceux-ci semblent maximiser l'efficacité du médicament tout en minimisant les effets secondaires.

Le co-auteur Barani Raman, professeur agrégé d'ingénierie biomédicale, affirme que le nez offre le chemin le plus court - et le plus probable possible - vers le cerveau.

Lui et ses collègues notent que, à partir de diverses études, les nanoparticules d'or sont apparues comme le matériau de choix pour la délivrance de médicaments. Ils sont relativement faciles à synthétiser et à personnaliser, et ils ont une bonne biocompatibilité.

L'équipe a développé une nouvelle méthode de diffusion d'aérosol qui dépose des nanoparticules d'or dans les régions supérieures de la cavité nasale. Ils ont produit les nanoparticules sous une forme, une taille et une charge contrôlées, et les ont marqués avec des marqueurs fluorescents pour pouvoir les suivre.

Les criquets offrent un bon modèle de la barrière hémato-encéphalique humaine

Les chercheurs ont testé l'efficacité de l'aérosol des nanoparticules dans les sauterelles parce que leurs barrières cerveau-cerveau ont des similitudes avec celles des humains, en particulier lorsqu'elles traversent la voie nasale.

Le Prof. Raman explique que chez les humains, pour atteindre le cerveau par le nez, les nanoparticules doivent traverser l'ampoule olfactive, puis le cortex olfactif, «deux relais et vous avez atteint le cortex», dit-il.

"Il en va de même pour les circuits olfactifs aux invertébrés", ajoute-t-il, même si ce dernier est un système relativement plus simple, avec un ganglion supraesophagien au lieu d'un bulle olfactif et d'un cortex ".

L'équipe a exposé les antennes des sauterelles à l'aérosol et a suivi l'évolution des nanoparticules marquées. En quelques minutes, les nanoparticules ont parcouru les circuits olfactifs des insectes, ont traversé la barrière du cerveau et ont imprégné le tissu cérébral.

L'équipe a montré que les nanoparticules n'étaient pas affectées par la fonction cérébrale des insectes. Ils ont mesuré les réponses électrophysiologiques des neurones olfactifs des criquets avant et après le traitement et n'ont trouvé aucune différence discernable jusqu'à plusieurs heures après.

Les chercheurs disent que la prochaine étape de leur recherche sera de charger les nanoparticules avec différents médicaments et d'utiliser des ultrasons pour cibler des doses précises pour atteindre des zones spécifiques du cerveau. De telles méthodes pourraient potentiellement faire une grande différence pour le traitement des tumeurs cérébrales.

La barrière hémato-encéphalique protège le cerveau de substances étrangères dans le sang qui peuvent nuire au cerveau. Mais quand nous devons livrer quelque chose là-bas, passer à travers cette barrière est difficile et envahissant. Notre technique non invasive peut fournir des médicaments via des nanoparticules, donc il y a moins de risques et de meilleurs délais de réponse.

Prof. Barani Raman

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