חוקרים מבית הספר לרפואה של איקאן בהר סיני פיתחו גישה חדשנית-;הוכחה במודלים של עכברים וברקמת מוח אנושית מבודדת-;לספק בבטחה וביעילות תרופות טיפוליות למוח, תוך מתן אפשרויות חדשות לטיפול במגוון רחב של נוירולוגיות ופסיכיאטריות. מחלות.
פורסם בגיליון המקוון של 25 בנובמבר של טבע ביוטכנולוגיה (https://doi.org/10.1038/s41587-024-02487-7), המחקר מציג מערכת ראשונה מסוגה מסוג blood-brain barrier-crossing conjugate (BCC), שנועדה להתגבר על מחסום ההגנה בדרך כלל חוסם ביומולקולות גדולות להגיע למערכת העצבים המרכזית (CNS).
מחסום הדם-מוח הוא מגן מגן טבעי המונע כניסת חומרים מזיקים למוח. עם זאת, זה גם חוסם את האספקה של תרופות מצילות חיים, מה שיוצר אתגר משמעותי בטיפול במצבים כמו טרשת צדדית אמיוטרופית (ALS), מחלת אלצהיימר, התמכרות והפרעות רבות אחרות של מערכת העצבים המרכזית.
פלטפורמת BCC מנצלת את היתרונות של תהליך ביולוגי מיוחד הנקרא טרנסציטוזיס בתיווך γ-secretase כדי להעביר מולקולות טיפוליות גדולות, כמו אוליגונוקלאוטידים וחלבונים, ישירות למוח באמצעות הזרקה תוך ורידית פשוטה.
מחסום הדם-מוח הוא מנגנון הגנה חיוני, אך הוא גם מהווה אתגר משמעותי לאספקת תרופות למוח. פלטפורמת ה-BCC שלנו שוברת את המחסום הזה, ומאפשרת לביומקרומולקולות, כולל אוליגונוקלאוטידים, להגיע למערכת העצבים המרכזית בבטחה וביעילות."
Yizhou Dong, PhD, מחבר בכיר שותף, פרופסור לאימונולוגיה ואימונותרפיה, וחבר במכון הגנומיקה של איכאן ובמכון לאימונולוגיה מדויקת של מארק וג'ניפר ליפשולץ, באיקן הר סיני
המחקר הראה שכאשר החוקרים הזריקו לעכברים תרכובת בשם BCC10 המקושרת לכלים גנטיים מיוחדים הידועים בשם אוליגונוקלאוטידים אנטי-סנס, היא הפחיתה בהצלחה את הפעילות של גנים מזיקים במוח. במודל עכבר מהונדס של ALS (מחלת נוירון מוטורי), הטיפול הוריד משמעותית את רמות הגן הגורם למחלה הנקרא Sod1 והחלבון הקשור אליו. באופן דומה, אוליגונוקלאוטיד אנטי-סנס שונה המקושר ל-BCC10 הפחית מאוד גן אחר, Maptהמקודד לחלבון הטאו ומהווה יעד לטיפול במחלת אלצהיימר ובדמנציות אחרות.
BCC10 הוכח כיעיל ביותר בהעברת כלים גנטיים אלו למוח, תוך שיפור יכולתם להשתיק גנים מזיקים במודלים שונים ואפילו בדגימות של רקמת מוח אנושית שנכרתה שנחקרה במעבדה. חשוב לציין שהטיפול נסבל היטב בעכברים, גרם נזק קטן או ללא נזק לאיברים העיקריים במינונים שנבדקו, אומרים החוקרים.
למרות ההתקדמות האחרונה בתחום, עדיין קיים צורך דחוף בטכנולוגיות שיכולות לעקוף את מחסום הדם-מוח ולשפר את האספקה של טיפולים מבוססי ביומקרומולקולות למערכת העצבים המרכזית באמצעות מתן מערכתי.
"הפלטפורמה שלנו עשויה לפתור את אחד המכשולים הגדולים ביותר בחקר המוח – העברת מולקולות טיפוליות גדולות מעבר למחסום הדם-מוח בצורה בטוחה ויעילה", אומר הסופר הבכיר המתכתב אריק ג'יי נסטלר, MD, PhD, פרופסור למשפחה של נאש מדעי המוח, מנהל מכון המוח של פרידמן, ודיקן לענייני אקדמיה של איכאן הר סיני, וקצין מדעי ראשי של הר סיני מערכת בריאות. "לפיתוח זה יש פוטנציאל לקדם טיפולים למגוון רחב של מחלות מוח".
בשלב הבא, החוקרים מתכננים לערוך מחקרים נוספים במודלים של בעלי חיים גדולים כדי לאמת את הפלטפורמה ולפתח את הפוטנציאל הטיפולי שלה.
הכותרת של המאמר היא "מתן תוך ורידי של מצומדים חוצים מחסום דם-מוח מקל על הובלת ביו-מאקרומולקולות למערכת העצבים המרכזית."
המחברים הנותרים, כולם עם איקאן הר סיני למעט היכן שצוין, הם Chang Wang, MD; Siyu Wang, PhD; Younger Xue, PhD; Yichen Zhong, BS (מועמד לדוקטורט); האויואן לי, MD; Xucheng Hou, PhD; דיאנה ד. קאנג, BS (מועמדת לדוקטורט/איקאן הר סיני ואוניברסיטת אוהיו סטייט); Zhengwei Liu, PhD; מנג טיאן, דוקטורט; לימינג וואנג, דוקטורט; Dinglingge Cao, PhD; יאנג יו, דוקטורט (אוניברסיטת אוהיו סטייט), ג'ייס ליו, BS (מועמד לדוקטורט, אוניברסיטת אוהיו סטייט), שיאולין צ'נג, דוקטורט (אוניברסיטת אוהיו סטייט), תמרה מרקוביץ', דוקטורט; אליס האשמי, ב"ש; בריאן ה. קופל, MD, ואלכסנדר וו. צ'רני, MD, PhD.
