Persönliche Gesundheit

Jawless Fische nehmen einen Bissen von der Blut-Hirn-Schranke

Ein jawless parasitären Fisch könnte helfen, führen zu mehr wirksame Behandlungen für mehrere Gehirn-Erkrankungen, einschließlich Krebs, trauma und Schlaganfall.

Eine große Herausforderung bei der Behandlung von Krebserkrankungen und anderen Erkrankungen des Gehirns ist, um sicherzustellen, dass Medikamente erreichen Ihre Ziele. Ein team von biomedizinischen Ingenieuren und von Arzt-Wissenschaftler an der Universität von Wisconsin-Madison und der University of Texas at Austin ausgeliehen Moleküle, die vom Immunsystem des parasitären Meer Neunaugen zu liefern, die anti-Krebs-Medikamente direkt an Hirntumoren.

Ihre Ergebnisse veröffentlichten Sie heute in der Zeitschrift Wissenschaft Fortschritte.

Im Gegensatz zu den meisten derzeit verwendeten Medikamente, die gezielt auf die spezifischen Funktionen, die auf oder innerhalb der einzelnen Zellen in unserem Körper, die Organe und Gewebe, die Neunaugen-abgeleitete Moleküle, nehmen Sie Ziel auf ein anderes Ziel—die extrazelluläre matrix, ein wirres Geflecht von Proteinen und Zuckern, unterstützt und umgibt alle Zellen im Gehirn.

Die Forscher glauben, dass die Moleküle angepasst werden können, und kombiniert mit einer breiten Palette von anderen Therapien anbieten zu behandeln hoffen zahlreiche Gehirn Beschwerden über Tumoren, wie multiple Sklerose, Alzheimer-Krankheit oder auch traumatische Verletzungen.

„Diese Reihe von targeting-Molekülen scheint etwas nicht wissen, die Krankheit,“ sagt Eric Shusta, professor für Chemische und biologische engineering an der UW-Madison. „Wir glauben, es könnte angewendet werden, als eine Plattform-Technologie über mehrere Bedingungen.“

Die Technologie nutzt die Tatsache, dass viele Krankheiten stören man von der Körper die Natürliche Abwehrmechanismen: die Blut-Hirn-Schranke, die Linien die Blutgefäße, das zentrale Nervensystem und schützt das Gehirn vor möglichen Bedrohungen wie z.B. zirkulierende Giftstoffe oder Krankheitserreger.

Viele Medikamente—einschließlich der Neunaugen-abgeleitete Moleküle nicht erreichen, Ziele im Gehirn, wenn Sie in die Blutbahn injiziert, weil die Blut-Hirn-Schranke, die normalerweise verhindert, dass große Moleküle verlassen die Blutgefäße im Gehirn.

Doch, in den Bedingungen wie Gehirn-Krebs, Schlaganfall, trauma und multiple Sklerose, die Barriere wird undicht in und um die Krankheit Standorten. Eine undichte Barriere bietet eine einzigartige Anlaufstelle. Damit wird die matrix-targeting-Neunauge Moleküle Zugriff auf das Gehirn und liefern die Medikamente genau auf den Gegner.

„Moleküle, wie dies in der Regel konnte keine Fähre Fracht in das Gehirn, sondern überall dort, wo eine Blut-Hirn-schrankenstörung, die Sie liefern können Medikamente direkt an den Ort der Pathologie“, sagt Shusta.

Zu wissen, dass im Gehirn Tumore verursachen oft die Barriere undicht, die Forscher verknüpften die Neunaugen-abgeleitete Moleküle, um eine Food and Drug Administration-zugelassenen Chemotherapie genannt doxorubicin. Die Behandlung verlängert überleben im Mausmodell des Glioblastom, der unheilbaren Hirntumor, die betroffenen Senatoren John McCain und Ted Kennedy.

Die matrix-targeting-Strategie bedeutet, eine Vielzahl von Therapien verbunden werden könnten, um der Neunaugen-abgeleitete Moleküle. Sie könnten auch kombiniert werden mit Techniken, die vorübergehend öffnen die Blut-Hirn-Schranke bei bestimmten Gehirn-Websites. Und es ist möglich, dass die Drogen geliefert, um die matrix zu akkumulieren, um eine viel höhere therapeutische Dosis als Arzneimittel richtet sich auf das innere von Zellen.

„Ähnlich wie Wasser einweichen, in einem Schwamm, das Neunauge-Moleküle möglicherweise sammelt sich viel mehr von der Droge in der reichlich matrix um die Zellen herum im Vergleich zu bestimmten Lieferung zu den Zellen“, sagt Mitarbeiter Johannes Kuo, ein Neurochirurg-Wissenschaftler und professor der Neurochirurgie in der Dell Medical School an der Universität von Texas in Austin.

Darüber hinaus Gehirnzellen aktiv Pumpe aus viele Chemikalien—ein nützlicher trick zum Schutz gegen toxische verbindungen, aber eine große Kopfschmerzen für das erreichen therapeutisch wirksamer Dosen für Medikamente.

Ausrichtung der matrix, die Sie umgibt die Zellen umgeht, dass das Pumpen problem.

„Das könnte ein Weg sein, um halten Sie Therapien, die sonst nicht sammeln, sowie im Gehirn, so dass Sie effektiver arbeiten können“, sagt Ben Umlauf, ein Postdoc-Stipendiat im Shusta – Gruppe, die isoliert die Neunaugen-abgeleitete Moleküle.

Neunaugen und Menschen haben ähnliche Immunsystem. Aber anstatt die Produktion von Antikörpern zu neutralisieren Bedrohungen (wie Impfstoffe schützen uns gegen Masern), produzieren Sie kleine Halbmond-förmige defensive Molekülen, den sogenannten VLRs. Um Ihre drug-delivery-Moleküle, die die Forscher „geimpft“ Neunaugen mit Komponenten der Hirnaktivität, die extrazelluläre matrix und dann jagten durch viele Tausende von VLRs, einen zu finden, stecken die speziell auf die Gehirn-matrix.

Wichtig ist, in Maus-Studien, die Neunaugen-abgeleitete Moleküle zirkuliert im ganzen Körper, ohne sich in gesunden Gehirn-Gewebe oder andere Organe. Diese gezielte Abgabe ist besonders wichtig bei der Behandlung von Krebs, da viele Therapien sind Häufig Ursache für schwächende Nebenwirkungen aufgrund der wahllosen Wirkung auf gesunde Zellen.

In der Zukunft wollen die Forscher planen, die Verknüpfung der matrix-targeting-Moleküle, die zusätzliche anti-Krebs-Medikamente, wie Immuntherapie Agenten, die aktiviert werden, einem Patienten das eigene Immunsystem zu zerstören Tumoren.

Sie sehen auch, Versprechen bei der Verwendung der Moleküle, die als diagnostische Werkzeuge zur Erkennung Blut-Hirn-schrankenstörung, die durch die Verknüpfung der matrix-Bindemittel mit Sonden für advanced imaging mit PET-Scanner oder MRI-Maschinen.

Und weil die Moleküle zu sein scheinen ziemlich flexibel, die Forscher spekulieren, dass viele andere Medikamente für das Gehirn könnte wirksamer werden, wenn Sie sich gezielt auf die matrix.