Polymerbelægning tillader nanopartikler at diffundere gennem hjernen

(Phys.org) – En ny amerikansk undersøgelse har fundet en måde at gøre det muligt for større nanopartikler end tidligere at trænge igennem hjernevæv, som kan give et nyt middel til at levere terapeutiske lægemidler til hjernevæv til målrettet behandling af tilstande såsom hjernetumorer og slagtilfælde.

Et problem, man støder på, når forskere har forsøgt at få nanopartikler ind i hjernen, er, at rummet mellem hjernecellerne er klæbrigt og for svært for nanopartikler med en diameter på over 64 nanometer (nm) at komme igennem. Dette begrænser brugen af ​​de fleste nanopartikel-medikamentleveringssystemer, da de større partikler, der er nødvendige, ikke effektivt kan trænge ind i hjernen.

Forskere ved Johns Hopkins University School of Medicine i Baltimore, ledet af Elizabeth Nance og Justin Hanes fra universitetets afdeling for oftalmologi, eksperimenteret med nanopartikler af forskellige størrelser og belægninger for at forsøge at finde en måde at gøre det muligt for større partikler at diffundere i hjernen.

Problemet, Hanes sagde, er, at den ekstracellulære hjernevæske er "meget klæbrig, "med lignende klæbende egenskaber som slim, og dette hæmmer spredningen af ​​partikler større end 64 nm i diameter. Den løsning, gruppen fandt, var at belægge partiklerne tæt med polyethylenglycol (PEG). De opdagede, at når de blev belagt, nanopartikler så store som 114 nm kunne diffundere i friske ex-vivo menneskelige hjerner. Holdet bekræftede resultaterne med partikler op til 100 nm i hjernen på levende mus og dissekerede rottehjerner.

Polyethylenglycol er en lavtoksisk polymer med en bred vifte af anvendelser, herunder som dispergeringsmiddel i tandpasta og hudcremer, og som anti-skummiddel i fødevarer. Som belægning til nanopartiklerne, PEG'en fungerer som et skjold mod hydrofobiske og elektrostatiske interaktioner med vævene og forhindrer partiklerne i at klæbe til hjerneceller. Ved diametre over 114 nm, partiklerne begynder at klæbe, men Dr. Hanes mener, at størrelsesgrænsen kan være så høj som 200 nm.

Undersøgelsens resultater, udgivet i Videnskab translationel medicin , kan finde anvendelse i mere effektiv levering af lægemidler til hjernevæv til behandling af tilstande såsom hjernetumorer, slagtilfælde og betændelse i hjernen, men forskerne siger, at der er behov for mere forskning i mulige uønskede bivirkninger eller toksicitet af lægemiddelfyldte nanopartikler, før kliniske forsøg kan begynde.

© 2012 Phys.org