nauki ścisłe
dodano: 2016-06-24
Jak wedrzeć się do mózgu

BIOLOGIA

Jak wedrzeć się do mózgu

Czy wirus może posłużyć do podawania leków poza komórkową ścianę otaczającą mózg?

Mózg stanowi wyjątkowe wyzwanie w leczeniu chorób: jest zamknięty za niemożliwą do sforsowania warstwą ściśle upakowanych komórek. Wprawdzie bariera krew–mózg uniemożliwia szkodliwym związkom chemicznym i bakteriom przedostanie się do naszego centrum kontroli, jednak blokuje ona także około 95% podawanych doustnie lub dożylnie leków. W rezultacie lekarze, którzy leczą pacjentów z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Parkinsona, muszą często wstrzykiwać leki bezpośrednio do mózgu, co jest metodą inwazyjną i wymaga nawiercania czaszki.

Niektórzy naukowcy odnosili niewielkie sukcesy w przechodzeniu leków, podawanych dożylnie, poza tę barierę, stosując ultradźwięki albo nanocząstki, jednak te metody mogą działać tylko na bardzo ograniczonym obszarze. Obecnie neurobiolog Viviana Gradinaru wraz ze współpracownikami z California Institute of Technology dowodzi, że tę barykadę może pokonywać i dostarczać leki do całego mózgu nieszkodliwy wirus.

Zespół Gradinaru zainteresował się wirusami, ponieważ są małe i doświadczone we wnikaniu do komórek i podporządkowywaniu sobie zawartego w nich DNA. Mają także białkowe osłonki, do których mogą przyczepiać się ładunki, na przykład leki albo elementy służące terapii genetycznej. Chcąc znaleźć najlepsze wirusy wnikające do mózgu, naukowcy z jednego szczepu wirusa towarzyszącego adenowirusom stworzyli metodami inżynierii milion wariantów, różniących się nieznacznie strukturą otoczki. Następnie wstrzykiwali je myszom i po tygodniu izolowali szczepy, które przedostały się do mózgu. Wirus nazwany AAVPHP.B najskuteczniej przenikał przez barierę.

Następnie zespół ten zbadał, czy AAVPHP.B może sprawdzić się jako potencjalny wektor w terapii genetycznej – technice, która pozwala leczyć choroby przez wprowadzanie do komórek nowych genów, albo zastępowanie lub dezaktywację genów, które już tam się znajdują. Naukowcy wstrzykiwali wirusy do krwiobiegu myszy. W tym przypadku wirus przenosił geny kodujące fluorescencyjne białka. Gdyby więc wirus docierał do mózgu, a nowe DNA byłoby wbudowywane w komórki nerwowe, powodzenie można byłoby mierzyć, oceniając zieloną poświatę. I rzeczywiście, naukowcy stwierdzili, że wirus naciekał większość komórek mózgu, a efekt świecenia utrzymywał się aż przez rok. Wyniki te opublikowano ostatnio w czasopiśmie Nature Biotechnology.

W przyszłości można wykorzystać takie podejście w celu leczenia różnych chorób neurologicznych. „Możliwość dostarczania genów do mózgu bez koniecznoci stosowania metod inwazyjnych będzie wyjątkowo skuteczna jako narzędzie badawcze. Ma również ogromny potencjał w praktyce klinicznej” – mówi Anthony Zador, neurobiolog zgłębiający sieci mózgowe w Cold Spring Harbor Laboratory. Grandiru uważa również, że metoda ta może dobrze sprawdzić się także w innych obszarach niż mózg, na przykład w obrębie obwodowego układu nerwowego. Sama liczba nerwów obwodowych powodowała, że leczenie bólu w neuropatii było trudne – tymczasem wirus mógłby dostać się do wszystkich tych komórek.

Monique Brouillette

 

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 07/2016 »
Drukuj »
Aktualne numery
01/2022
10/2020 - specjalny
Kalendarium
Styczeń
23
W 1895 r. norweski naukowiec Carsten Borchgrevink jako pierwszy człowiek wylądował na Antarktydzie  
Warto przeczytać
Czy wiesz, że Tadeusz Kościuszko wciąż się zakochiwał, nieszczęśliwie lokując swoje uczucia? Do czego posuwała się żona i muza Jana Matejki, by zmusić go do ulegania swoim zadziwiającym zachciankom? Dlaczego w krakowskim klasztorze karmelitanek więziono nieszczęsną Barbarę Ubryk?

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

dodano: 2016-06-24
Jak wedrzeć się do mózgu

BIOLOGIA

Jak wedrzeć się do mózgu

Czy wirus może posłużyć do podawania leków poza komórkową ścianę otaczającą mózg?

Mózg stanowi wyjątkowe wyzwanie w leczeniu chorób: jest zamknięty za niemożliwą do sforsowania warstwą ściśle upakowanych komórek. Wprawdzie bariera krew–mózg uniemożliwia szkodliwym związkom chemicznym i bakteriom przedostanie się do naszego centrum kontroli, jednak blokuje ona także około 95% podawanych doustnie lub dożylnie leków. W rezultacie lekarze, którzy leczą pacjentów z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Parkinsona, muszą często wstrzykiwać leki bezpośrednio do mózgu, co jest metodą inwazyjną i wymaga nawiercania czaszki.

Niektórzy naukowcy odnosili niewielkie sukcesy w przechodzeniu leków, podawanych dożylnie, poza tę barierę, stosując ultradźwięki albo nanocząstki, jednak te metody mogą działać tylko na bardzo ograniczonym obszarze. Obecnie neurobiolog Viviana Gradinaru wraz ze współpracownikami z California Institute of Technology dowodzi, że tę barykadę może pokonywać i dostarczać leki do całego mózgu nieszkodliwy wirus.

Zespół Gradinaru zainteresował się wirusami, ponieważ są małe i doświadczone we wnikaniu do komórek i podporządkowywaniu sobie zawartego w nich DNA. Mają także białkowe osłonki, do których mogą przyczepiać się ładunki, na przykład leki albo elementy służące terapii genetycznej. Chcąc znaleźć najlepsze wirusy wnikające do mózgu, naukowcy z jednego szczepu wirusa towarzyszącego adenowirusom stworzyli metodami inżynierii milion wariantów, różniących się nieznacznie strukturą otoczki. Następnie wstrzykiwali je myszom i po tygodniu izolowali szczepy, które przedostały się do mózgu. Wirus nazwany AAVPHP.B najskuteczniej przenikał przez barierę.

Następnie zespół ten zbadał, czy AAVPHP.B może sprawdzić się jako potencjalny wektor w terapii genetycznej – technice, która pozwala leczyć choroby przez wprowadzanie do komórek nowych genów, albo zastępowanie lub dezaktywację genów, które już tam się znajdują. Naukowcy wstrzykiwali wirusy do krwiobiegu myszy. W tym przypadku wirus przenosił geny kodujące fluorescencyjne białka. Gdyby więc wirus docierał do mózgu, a nowe DNA byłoby wbudowywane w komórki nerwowe, powodzenie można byłoby mierzyć, oceniając zieloną poświatę. I rzeczywiście, naukowcy stwierdzili, że wirus naciekał większość komórek mózgu, a efekt świecenia utrzymywał się aż przez rok. Wyniki te opublikowano ostatnio w czasopiśmie Nature Biotechnology.

W przyszłości można wykorzystać takie podejście w celu leczenia różnych chorób neurologicznych. „Możliwość dostarczania genów do mózgu bez koniecznoci stosowania metod inwazyjnych będzie wyjątkowo skuteczna jako narzędzie badawcze. Ma również ogromny potencjał w praktyce klinicznej” – mówi Anthony Zador, neurobiolog zgłębiający sieci mózgowe w Cold Spring Harbor Laboratory. Grandiru uważa również, że metoda ta może dobrze sprawdzić się także w innych obszarach niż mózg, na przykład w obrębie obwodowego układu nerwowego. Sama liczba nerwów obwodowych powodowała, że leczenie bólu w neuropatii było trudne – tymczasem wirus mógłby dostać się do wszystkich tych komórek.

Monique Brouillette