МЕДИЦИНА
Доставка лекарств в мозг
С помощью позитронноэмиссионного томографа можно отслеживать транспорт веществ в мозге
В
арсенале современной медицины имеются тысячи эффективных лекарственных препаратов, почему прогресс в лечении болезней ЦНС столь невелик? Дело в том, что большинство лекарственных соединений не проникают в мозг . Препятствием является гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), который защищает мозг от проникновения токсичных соединений, а также от попадания в мозг вырабатываемых в периферических тканях медиаторов и гормонов, которые могут нарушить деятельность мозга. ГЭБ состоит из эндотелиальных клеток сосудов головного мозга (клетки, выстилающие сосуды), базальной мембраны, на которой расположены эти клетки, и глиальных клеток. В периферических тканях барьеры отсутствуют, так как между эндотелиальными клетками есть поры, «фенестры», через которые и полярные, и достаточно крупные молекулы могут переходить из крови в межклеточную жидкость. В сосудах головного мозга эндотелиальные клетки расположены настолько плотно, что между ними нет пространств. Эндотелиальные клетки соединены между собой с помощью специальной системы белковых «замков», которые получили название «плотные соединения». Кроме того, в эндотелиальных клетках практически отсутствует пиноцитоз – захват клетками капелек плазмы крови. Вместе с тем жирорастворимые вещества могут проникать в мозг, растворяясь в липидных мембранах клеток. Однако для многих липофильных веществ и этот путь перекрывается ГЭБ. В стенке эндотелиальных клеток есть специальные транспортные системы, «выкачивающие» проникшие через мембрану липофильные соединения обратно в кровь. W W W. N A N O R F. R U | № 6 2 0 10 | В М И Р Е Н А Н О
Например, это происходит с антидиарейным препаратом лоперамидом. Этот препарат действует на те же рецепторы, что и морфин, но никакого влияния на центральную нервную систему не оказывает, т.к. просто туда не попадает. Как попадают в мозг вещества, необходимые для его деятельности? В эндотелиальных клетках существует система активного транспорта веществ с помощью специальных транспортеров, приспособленных для доставки глюкозы, аминокислот, коротких пептидов и других соединений. Для доставки крупных молекул в эндотелиальных клетках имеются системы рецептор-опосредованного эндоцитоза. Комплекс рецептор-макромолекула захватывается клеткой в специальный пузырек – эндосому, — затем рецептор высвобождается и возвращается обратно, а макромолекула транспортируется в мозг. Системы активного транспорта – это ахиллесова пята ГЭБ. В последние годы предпринимается все больше попыток создать «троянского коня», который содержал бы в себе лекарственные соединения, в норме не проникающие через ГЭБ, но в то же время доставлялся в ткани мозга с помощью эндогенных транспортных систем. Основой для таких систем служат липосомы или полимерные наночастицы, в качестве систем транспорта используют системы доставки липопротеинов, трансферрина, инсулина. В этом направлении ведут работы и в Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова, на кафедре фармакологии. В наших экспериментах были использованы полибутилцианоакрилатные наночастицы, покрытые полисорбатом 80. При введении
Lawrence Berkeley National Laboratory
Заболевания центральной нервной системы, или ЦНС, относятся к категории патологических состояний, приносящих наибольший дискомфорт и страдания пациентам. Кроме того, болезни, связанные с поражением головного и спинного мозга, встречаются все чаще. Так, болезнью Паркинсона страдает 1 % всего населения, а в части населения старше 60 лет это заболевание отмечается у 5 % . К 2050 году ожидается, что болезнь Альцгеймера поразит 29 млн человек. К сравнительно новым заболеваниям ЦНС следует отнести нейро-ВИЧ и т.н. прионные болезни (например, болезнь Якоба-Кройцфельда).
в кровь эти частицы незначительно захватываются клетками ретикулоэндотелиальной системы и сорбируют из крови аполипопротеины, что делает их похожими на липопротеины низкой плотности (ЛПНП). ЛПНП являются основным поставщиком холестерина к периферическим тканям и в ЦНС. Способ доставки – указанный выше рецептор-опосредованный эндоцитоз за счет взаимодействия с рецепторами к ЛПНП. С помощью этих наночастиц нам удалось доставить в мозг большой белок – фактор роста нервов, стимулирующий развитие нейронов ЦНС. Эффективность доставки мы оценивали в экспериментах, моделирующих болезни Паркинсона и Альцгеймера. В обеих экспериментальных моделях проявления поражения ЦНС – тремор, ригидность и гипокинезия при моделировании болезни Паркинсона и нарушения памяти при моделировании болезни Альцгеймера – были эффективно устранены фактором роста нервов, включенным в наночастицы. Р.Н. Аляутдин, д.м.н., заведующий кафедрой фармакологии Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова «Российские нанотехнологии», № 7-8, 2009 г. 35