De nouvelles particules d’administration de médicaments utilisent les neurotransmetteurs comme un «  passeport  » dans le cerveau

De nouvelles particules d'administration de médicaments utilisent les neurotransmetteurs comme un `` passeport '' dans le cerveau

De nouvelles particules d'administration de médicaments utilisent les neurotransmetteurs comme un `` passeport '' dans le cerveau

Un transfert réussi de Cre-recombinase emballé dans une nanoparticule lipidique dopée NT-lipidoïde est démontré lorsque la Cre-recombinase active l’expression de la protéine fluorescente tdTomato dans les cellules des souris mutantes. Les neurones transfectés situés dans tout le cerveau (cervelet illustré ici) s’allument en rouge (barre d’échelle 100 μm) Encart: image TEM de nanoparticules lipidiques contenant Cre-recombinase (barre d’échelle 0,1 μm). Crédit: Qiaobing Xu, Université Tufts

Les ingénieurs biomédicaux de la Tufts University School of Engineering ont développé de minuscules nanoparticules à base de lipides qui incorporent des neurotranmetteurs pour aider à transporter des médicaments, de grosses molécules et même des protéines d’édition de gènes à travers la barrière hémato-encéphalique et dans le cerveau chez la souris. L’innovation, publiée aujourd’hui dans Progrès scientifiques, pourrait surmonter plusieurs des limitations actuelles rencontrées dans l’administration de produits thérapeutiques dans le système nerveux central, et ouvre la possibilité d’utiliser une large gamme de produits thérapeutiques qui, autrement, n’auraient pas accès au cerveau.

« La puissance de notre méthode est qu’elle est extrêmement polyvalente et relativement non perturbatrice », a déclaré Qiaobing Xu, professeur agrégé de génie biomédical à l’Université Tufts et auteur correspondant de l’étude. « Nous pouvons fournir une large gamme de molécules en les conditionnant dans les nanonparticules à base de lipides sans modifier chimiquement les médicaments eux-mêmes. Nous pouvons également parvenir à une administration à travers la barrière hémato-encéphalique sans perturber l’intégrité de la barrière. »

Xu a averti que d’autres études et essais cliniques sont nécessaires pour déterminer l’efficacité et la sécurité de la méthode d’administration chez l’homme.

La barrière hémato-encéphalique consiste en une couche de cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins du cerveau et ne permet qu’à un ensemble hautement sélectionné de molécules de passer de la circulation sanguine dans le liquide entourant les neurones et les autres cellules du cerveau. La livraison sûre et efficace de cargaisons moléculaires thérapeutiques à travers la barrière et dans le cerveau est un défi de longue date en médecine.

Le traitement des troubles neurodégénératifs, des tumeurs cérébrales, des infections cérébrales et des accidents vasculaires cérébraux a été limité par la difficulté à administrer en toute sécurité des médicaments à petites molécules et des macromolécules, telles que des peptides et des protéines, dans le cerveau. Les approches actuelles, telles que l’injection directe ou la perturbation de la barrière pour la rendre «fuyante», sont lourdes de risques, notamment l’infection, les lésions tissulaires et la neurotoxicité. L’utilisation de transporteurs, tels que des virus modifiés et des anticorps monoclonaux pour transporter des marchandises dans le cerveau, présente des limites, notamment le coût de production et la sécurité. D’autres supports, tels que des nanoparticules, des nanocapsules et des polymères, se sont révélés prometteurs, mais les modifications nécessaires pour assurer la délivrance peuvent être compliquées.

Les auteurs de l’étude ont utilisé le fait que certains neurotransmetteurs ont le «passeport» chimique nécessaire pour accéder à tout le cerveau. En attachant une molécule lipidique (semblable à de la graisse) au neurotransmetteur, le NT-lipidoide résultant peut être dopé en nanoparticules lipidiques (LNP) – de minuscules bulles de lipides qui peuvent encapsuler d’autres molécules à l’intérieur, en particulier des médicaments thérapeutiques. Les LNP peuvent être injectés par voie intraveineuse et transporter les médicaments vers la barrière hémato-encéphalique, tandis que le NT-lipidoïde aide les LNP à transporter les médicaments à travers la barrière. Les LNP peuvent alors fusionner avec des neurones et d’autres cellules du cerveau pour fournir leur charge utile thérapeutique.

En utilisant les LNPs avec NT-lipidoïde, les chercheurs ont réussi à délivrer dans le cerveau d’une souris:

  • un médicament antifongique à petite molécule, l’amphotéricine B;
  • des macromolécules comprenant un oligonucléotide antisens Tau, qui inhibe la production de protéine tau liée à la maladie d’Alzheimer; et
  • la protéine d’édition de gène GFP-Cre.

Les chercheurs ont observé l’effet de la diminution de la protéine tau, ainsi que des preuves directes de l’entrée de la protéine d’édition de gène dans les neurones. En fait, ce dernier était la première démonstration de l’édition du génome dans les neurones délivrés par injection intraveineuse, selon les chercheurs.

Bien que d’autres études et essais cliniques soient nécessaires, la méthode d’administration pourrait être une avancée significative en termes de commodité et une application générale pour l’administration de médicaments par le système nerveux central. Les chercheurs de Tufts ont découvert que l’ajout du NT-lipidoïde à de nombreuses variétés de LNP peut les rendre perméables à la barrière hémato-encéphalique. Cela signifie que les LNP peuvent être optimisés pour la longueur et les ratios lipidiques pour emballer des médicaments de différents types, des petites molécules à l’ADN en passant par les grands complexes enzymatiques, puis ont fourni la même perméabilité de la barrière hémato-encéphalique en ajoutant le NT-lipidoïde.

«C’est simple, efficace et potentiellement largement applicable – nous pouvons modifier le contenant du médicament, et en ajoutant le NT-lipidoïde, c’est comme attacher une étiquette d’adresse pour la livraison dans le cerveau», a déclaré Feihe Ma, chercheur post-doctoral en le laboratoire Xu à Tufts. « Nous envisageons qu’une large gamme de thérapies neurologiques pourrait éventuellement être essayée, qui étaient auparavant considérées comme irréalisables en raison des limitations de la livraison », a déclaré Liu Yang, étudiant diplômé du laboratoire Xu. Ma et Yang sont les co-premiers auteurs de l’étude.


Une nouvelle technologie d’administration de médicaments par nanocarrier franchit la barrière hémato-encéphalique


Plus d’information:
Lipidoïdes dérivés de neurotransmetteurs (NT-lipidoids) pour une meilleure administration cérébrale par injection intraveineuse, Progrès scientifiques 24 juillet 2020 DOI: 10.1126 / sciadv.abb4429

Fourni par l’Université Tufts

Citation: Les nouvelles particules d’administration de médicaments utilisent les neurotransmetteurs comme un «  passeport  » dans le cerveau (24 juillet 2020) récupéré le 25 juillet 2020 sur https://medicalxpress.com/news/2020-07-drug-delivery-particles-neurotransmitters-passport. html

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