מדענים בבית הספר לרפואה Icahn בהר סיני פיתחו מערכת חלקיקי ננו-חלקיקים בשומנים המסוגלים לספק RNA של Messenger (MRNA) למוח באמצעות הזרקה תוך ורידית, אתגר שהוגבל מזמן באופי המגן של המחסום-מוח.
הממצאים, במודלים של עכברים ורקמות מוח אנושיות מבודדות, פורסמו בגיליון המקוון של ה- 17 בפברואר של חומרי טבע (10.1038/S41563-024-02114-5). הם מדגימים את הפוטנציאל של טכנולוגיה זו לסלול את הדרך לטיפולים עתידיים למגוון רחב של מצבים כמו מחלת אלצהיימר, טרשת רוחבית אמיוטרופית, סרטן מוח והתמכרות לתרופות.
מחסום הדם-מוח משמש כמגן מגן, ומונע חומרים רבים הכוללים טיפולים פוטנציאליים מועילים—להגיע למוח. בעוד שמחקרים קודמים של הר סיני הציגו במה להובלת ביומולקולות גדולות כמו חלבונים ואוליגונוקלאוטידים למערכת העצבים המרכזית, מחקר חדש זה מתמקד בגישה שונה: שימוש בחלקיקי שומנים מעוצבים במיוחד כדי להעביר mRNA על פני המחסום.
קבלת mRNA למוח עשויה לאפשר למדענים להורות לתאי המוח לייצר חלבונים טיפוליים שיכולים לעזור בטיפול או במניעת מחלות על ידי החלפת חלבונים חסרים, הפחתת מזיקים או הפעלת הגנות הגוף.
המחקר שלנו מראה כי חלקיקי השומנים של מחסום הדם-מוח (BLNP) יכולים לספק בבטחה וביעילות mRNA למוח. זה יכול לפתוח הזדמנויות להשתמש בטיפולים מבוססי mRNA למגוון הפרעות נוירולוגיות ופסיכיאטריות. "
Yizhou Dong, PhD, תואם משותף לסופר בכיר, פרופסור לאימונולוגיה ואימונותרפיה, וחבר במכון הגנומיקה של איקאהן ובמכון האימונולוגי של מארק וג'ניפר ליפסולץ, בית הספר לרפואה של איקאהן בהר סיני.
צוות המחקר עיצב ובדק ספריית ליפידים כדי לייעל את יכולתם לחצות את מחסום הדם-מוח. באמצעות סדרה של ניתוחים מבניים ופונקציונליים, הם זיהו ניסוח עופרת, המכונה MK16 BLNP, שהציג יעילות אספקה גבוהה משמעותית ב- mRNA מאשר ננו -חלקיקים קיימים שאושרו על ידי מינהל המזון והתרופות (FDA). מערכת זו מנצלת את מנגנוני ההובלה הטבעית בתוך מחסום הדם-מוח, כולל טרנסציטוזיס מתווך Caveolae ו- γ-secretase, כדי להעביר ננו-חלקיקים ברחבי המכשול, אומרים החוקרים.
במחקרים המשתמשים במודלים של עכברים של מחלות, פלטפורמת BLNP העבירה בהצלחה mRNAs טיפוליים למוח, והדגימה את הפוטנציאל שלה ליישום קליני.
"מערכת חלקיקי השומנים שלנו מייצגת צעד חשוב במאמץ לפתח טיפולים מבוססי mRNA להפרעות במערכת העצבים המרכזית", אומר ד"ר דונג. "המחקר מספק הוכחת מושג כי גישה כזו היא ברת קיימא וניתן להתאים אותה למגוון מחלות בהן טיפול גנטי או טיפולי mRNA עשויים למלא תפקיד."
החוקרים מציינים כי יש צורך במחקרים נוספים כדי להעריך את הבטיחות והיעילות לטווח הארוך, כולל מחקרי טוקסיקולוגיה בהתאם להנחיות ה- FDA. מחקר עתידי יתמקד בזיקוק הטכנולוגיה לתרגום קליני.
"הממצאים שלנו מדגישים את הפוטנציאל של חלקיקי ננו-שומנים בהתגברות על אחד האתגרים העיקריים בטיפול במחלות מוח", אומר הסופר הבכיר המתואם, אריק ג'יי נסטלר, דוקטורט, מנהל מכון המוח של פרידמן, דיקן לעניינים אקדמיים, וכן פרופסור למשפחת נאש במחלקה למשפחת נאש למדעי המוח בבית הספר לרפואה של איקאהן בהר סיני, וקצין מדעי הראשי של מערכת הבריאות בהר סיני. "אנו שמחים מאוד להמשיך ולהעריך פלטפורמה חדשה זו ליישומים טיפוליים רחבים יותר."
העיתון נקרא "חלקיקי ננו-חלקיקים שומנים דם-מחסום דם-מוח למערכת העצבים המרכזית."
מחברי המחקר, כמפורט בכתב העת, הם צ'אנג וואנג, יונגר Xue, תמרה מרקוביץ ', האויואן לי, סיו וואנג, ישן ז'ונג, שי דו, יואבו ג'אנג, שוצ'נג הו, יאנג יו, ז'נגווי ליו, מנג טיאן, דיאנה ד. קנג, ליימינג וואנג, קאיואן גואו, דינג'ינג'ה קאו, ג'ינגיי יאן, בינבין דנג, דייוויד וו. מקומב, רמון א. פרסונס, אנג'ליקה מ. מינר-טוריביו, לין מ. אלכסנדר וו. צ'רני, אריק ג'יי נסטלר, פול סי פנג ויז'ו דונג.
המחקר נתמך על ידי המכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית (R35GM144117), המכון הלאומי לשימוש בסמים (P01DA047233) וביוגן.
