Nanocząstki jako potężne narzędzia do przekraczania bariery krew-mózg

Bariera krew-mózg (BBB) ​​jest uważana za ważną barierę ochronną w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN). Bariera jest tworzona głównie przez komórki śródbłonka (EC) połączone różnymi połączeniami, takimi jak połączenia ścisłe (TJ), połączenia szczelinowe i połączenia przylegające. Wspólnie stanowią one intensywną barierę dla przenikania różnych substancji do mózgu , selektywnie pozwalając małym cząsteczkom przejść przez ruch bierny, ale powstrzymując duże, takie jak peptydy i białka, aby przejść przez mózg.

Stąd niektóre cząsteczki selektywnie przenoszą się przez BBB aktywnymi drogami poprzez transcytozę. BBB tworzy również barierę przed neurotoksynami oraz czynnikami chorobotwórczymi. Chociaż różne zaburzenia OUN, takie jak choroba Alzheimera (AD) i choroba Parkinsona (PD), mogą utrudniać integralność granicy. Niemniej jednak BBB działa jako bariera w leczeniu zaburzeń OUN, ponieważ uniemożliwia lekom dotarcie do celu w OUN. W ostatnich latach do przenoszenia środków chemioterapeutycznych do substancji mózgowych stosowano różne strategie, w tym zakłócenie osmotyczne BBB lub chemiczną modyfikację leków.

Obecnie nanocząstki (NP) są wykorzystywane jako skuteczne i nieinwazyjne narzędzie do dostarczania leków i diagnozowania zaburzeń OUN.

W niniejszym przeglądzie omówiono strukturalną charakterystykę BBB, bezpieczne przejścia przez BBB oraz związek zmian barierowych z różnymi zaburzeniami OUN. Na koniec badamy różne postępy w dostarczaniu leków, diagnozowaniu, obrazowaniu i leczeniu zaburzeń OUN przy użyciu nanocząstek.

• Częstość występowania chorób naczyń mózgowych wzrasta wraz z wiekiem, narażając osoby starsze na większe ryzyko demencji. Naczyniowe zaburzenia poznawcze (VCI) obejmują spektrum deficytów poznawczych od łagodnych zaburzeń poznawczych do demencji.
• VCI i jej najcięższa postać, otępienie naczyniowe (VaD), stają się poważnym problemem zdrowia publicznego na całym świecie. Ponieważ podejmowane są coraz większe wysiłki w celu zrozumienia VCI i VaD w modelach zwierzęcych i ludziach, aktywnie bada się patogenezę choroby.
• Postuluje się, że przewlekła hipoperfuzja mózgu (CCH) jest główną przyczyną VCI. CCH aktywuje kaskadę uszkodzeń molekularnych i komórkowych, które prowadzą do rozpadu bariery krew-mózg (BBB) ​​i neurodegeneracji.
• BBB ściśle reguluje ruch substancji między krwią a mózgiem, regulując w ten sposób mikrośrodowisko w miąższu mózgu. Tutaj zilustrujemy, w jaki sposób uszkodzenie BBB jest przyczyną patogenezy VCI poprzez zwiększoną aktywację szlaków związanych z ekscytotoksycznością, stresem oksydacyjnym, zapaleniem i metaloproteinazami macierzy, które prowadzą do dalszego uszkodzenia okołonaczyniowego, nacieku leukocytów i zmian istoty białej w mózgu.
• Zatem uszkodzenie BBB wywołane przez CCH może zapoczątkować i przyczynić się do błędnego koła, powodując postępujące zmiany neuropatologiczne VCI w mózgu . Ten przegląd przedstawia mechanizmy molekularne i komórkowe, które rządzą rozpadem BBB podczas CCH i podkreśla dowody kliniczne w identyfikacji zagrożonych VCI pacjentów

Badania, które angażują pacjentów w zespół badawczy, są często wspierane przez granty z różnych organizacji, aw niektórych przypadkach główni badacze (kontrolujący finansowanie grantów) zapewniają partnerom pacjentów rekompensatę (lub płatność) za ich wkład.

Zauważyliśmy jednak lukę w zasobach, które identyfikują i usuwają bariery w wynagradzaniu partnerów pacjentów (bez względu na wielkość, stopień lub długość ich zaangażowania). W tym artykule przedstawiamy przemyślenia i doświadczenia związane z barierami w wynagradzaniu partnerów pacjentów, aby pomóc osobom zidentyfikować i znaleźć rozwiązania tych przeszkód. Opierając się na naszych doświadczeniach jako osób żyjących z przewlekłymi schorzeniami i będących partnerami pacjentów, oraz tych, którzy są badaczami, którzy angażują partnerów pacjentów, zidentyfikowaliśmy osiem barier w wynagradzaniu partnerów pacjentów.

Omawiamy każdą z tych barier: brak świadomości na temat partnerstwa pacjentów, nieelastyczność instytucjonalną, wytyczne dotyczące polityki od sponsorów, wynagrodzenie niepriorytetowe w budżetach badawczych, niezdecydowanie przywódców przed stworzeniem nowego systemu,kultura zespołów badawczych, z góry przyjęte przekonania na temat umiejętności i zdolności partnerów pacjentów oraz oczekiwania wobec partnerów pacjentów. Pokazujemy te bariery na przykładach z życia wziętych i oferujemy kilka rozwiązań. Aby dalej zademonstrować te bariery, prosimy czytelników o zastanowienie się nad niektórymi scenariuszami, które przedstawiają realistyczne sytuacje równoległe do tych, z którymi borykają się pacjenci partnerzy. Intencją jest zilustrowanie, poprzez empatię lub postawienie się w sytuacji kogoś innego, w jaki sposób wszyscy moglibyśmy zrobić lepiej w odniesieniu do barier instytucjonalnych związanych z wynagradzaniem partnera pacjenta. Na koniec wydajemy wezwanie do działania w celu dzielenia się zasobami i identyfikowania działań mających na celu pokonanie tych barier, z których stworzymy internetowe repozytorium zasobów.

Toksyczność deoksyniwalenolu (DON) u zdrowych ludzi i zwierząt została szeroko zbadana.

Nie wiadomo jednak, czy DON o naturalnej niskiej dawce jest bez skazy w niezdrowych warunkach, zwłaszcza w przypadku uszkodzenia jelit. Zakażenie enterotoksynogenną  Escherichia coli  (ETEC) jest klasycznym modelem uszkodzenia jelit. W tym badaniu zbadaliśmy wpływ niskiej dawki DON na uszkodzenie jelit wywołane infekcją ETEC i mechanizm leżący u podstaw prosiąt, myszy i jednowarstwowych komórek IPEC-J2.

Wyniki wykazały, że w grupie eksperymentalnej zaobserwowano znaczne spowolnienie wzrostu, ciężką biegunkę i uszkodzenie jelit, namnażanie się i translokację bakterii (niska dawka DON, 0,75 mg/kg w paszy dla prosiąt i 1 mg/kg masy ciała dla myszy ). , w połączeniu z infekcją ETEC). Tymczasem u zwierząt i jednowarstwowych komórek IPEC-J2 zaobserwowano bardziej agresywne zapalenie jelit i dysfunkcję bariery. Wyższe poziomy ekspresji inflamasomu NLRP3 i LC3B zaobserwowano w jelicie czczym i IPEC-J2 w grupie eksperymentalnej.

Po leczeniu inhibitorami NLRP3 lub kaspazy1 nadmierne zapalenie jelit, a nie dysfunkcja bariery w grupie eksperymentalnej były ograniczone. Nokaut LC3B za pośrednictwem CRISPR-Cas9 łagodził zapalenie jelit i dysfunkcję bariery, a także hamował inflammasom NLRP3. Podsumowując, niska dawka DON nasila zapalenie jelit i dysfunkcję bariery wywołaną przez infekcję ETEC poprzez aktywację makroautofagii i inflamasomu NLRP3.