nauki ścisłe
dodano: 2016-06-24
Jak wedrzeć się do mózgu

BIOLOGIA

Jak wedrzeć się do mózgu

Czy wirus może posłużyć do podawania leków poza komórkową ścianę otaczającą mózg?

Mózg stanowi wyjątkowe wyzwanie w leczeniu chorób: jest zamknięty za niemożliwą do sforsowania warstwą ściśle upakowanych komórek. Wprawdzie bariera krew–mózg uniemożliwia szkodliwym związkom chemicznym i bakteriom przedostanie się do naszego centrum kontroli, jednak blokuje ona także około 95% podawanych doustnie lub dożylnie leków. W rezultacie lekarze, którzy leczą pacjentów z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Parkinsona, muszą często wstrzykiwać leki bezpośrednio do mózgu, co jest metodą inwazyjną i wymaga nawiercania czaszki.

Niektórzy naukowcy odnosili niewielkie sukcesy w przechodzeniu leków, podawanych dożylnie, poza tę barierę, stosując ultradźwięki albo nanocząstki, jednak te metody mogą działać tylko na bardzo ograniczonym obszarze. Obecnie neurobiolog Viviana Gradinaru wraz ze współpracownikami z California Institute of Technology dowodzi, że tę barykadę może pokonywać i dostarczać leki do całego mózgu nieszkodliwy wirus.

Zespół Gradinaru zainteresował się wirusami, ponieważ są małe i doświadczone we wnikaniu do komórek i podporządkowywaniu sobie zawartego w nich DNA. Mają także białkowe osłonki, do których mogą przyczepiać się ładunki, na przykład leki albo elementy służące terapii genetycznej. Chcąc znaleźć najlepsze wirusy wnikające do mózgu, naukowcy z jednego szczepu wirusa towarzyszącego adenowirusom stworzyli metodami inżynierii milion wariantów, różniących się nieznacznie strukturą otoczki. Następnie wstrzykiwali je myszom i po tygodniu izolowali szczepy, które przedostały się do mózgu. Wirus nazwany AAVPHP.B najskuteczniej przenikał przez barierę.

Następnie zespół ten zbadał, czy AAVPHP.B może sprawdzić się jako potencjalny wektor w terapii genetycznej – technice, która pozwala leczyć choroby przez wprowadzanie do komórek nowych genów, albo zastępowanie lub dezaktywację genów, które już tam się znajdują. Naukowcy wstrzykiwali wirusy do krwiobiegu myszy. W tym przypadku wirus przenosił geny kodujące fluorescencyjne białka. Gdyby więc wirus docierał do mózgu, a nowe DNA byłoby wbudowywane w komórki nerwowe, powodzenie można byłoby mierzyć, oceniając zieloną poświatę. I rzeczywiście, naukowcy stwierdzili, że wirus naciekał większość komórek mózgu, a efekt świecenia utrzymywał się aż przez rok. Wyniki te opublikowano ostatnio w czasopiśmie Nature Biotechnology.

W przyszłości można wykorzystać takie podejście w celu leczenia różnych chorób neurologicznych. „Możliwość dostarczania genów do mózgu bez koniecznoci stosowania metod inwazyjnych będzie wyjątkowo skuteczna jako narzędzie badawcze. Ma również ogromny potencjał w praktyce klinicznej” – mówi Anthony Zador, neurobiolog zgłębiający sieci mózgowe w Cold Spring Harbor Laboratory. Grandiru uważa również, że metoda ta może dobrze sprawdzić się także w innych obszarach niż mózg, na przykład w obrębie obwodowego układu nerwowego. Sama liczba nerwów obwodowych powodowała, że leczenie bólu w neuropatii było trudne – tymczasem wirus mógłby dostać się do wszystkich tych komórek.

Monique Brouillette

 

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 07/2016 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
07/2017
10/2016 - specjalny
Kalendarium
Lipiec
23
W 1983 r. Jerzy Kukuczka i Wojciech Kurtyka jako pierwsi Polacy zdobyli ośmiotysięcznik Gaszerbrum I w paśmie Karakorum.
Warto przeczytać
Czy znasz powiedzenie że matematykowi do pracy wystarczy kartka, ołówek i kosz na śmieci? To nieprawda! Pasjonującą, efektowną i praktyczną matematykę poznaje się dopiero w laboratorium.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

dodano: 2016-06-24
Jak wedrzeć się do mózgu

BIOLOGIA

Jak wedrzeć się do mózgu

Czy wirus może posłużyć do podawania leków poza komórkową ścianę otaczającą mózg?

Mózg stanowi wyjątkowe wyzwanie w leczeniu chorób: jest zamknięty za niemożliwą do sforsowania warstwą ściśle upakowanych komórek. Wprawdzie bariera krew–mózg uniemożliwia szkodliwym związkom chemicznym i bakteriom przedostanie się do naszego centrum kontroli, jednak blokuje ona także około 95% podawanych doustnie lub dożylnie leków. W rezultacie lekarze, którzy leczą pacjentów z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Parkinsona, muszą często wstrzykiwać leki bezpośrednio do mózgu, co jest metodą inwazyjną i wymaga nawiercania czaszki.

Niektórzy naukowcy odnosili niewielkie sukcesy w przechodzeniu leków, podawanych dożylnie, poza tę barierę, stosując ultradźwięki albo nanocząstki, jednak te metody mogą działać tylko na bardzo ograniczonym obszarze. Obecnie neurobiolog Viviana Gradinaru wraz ze współpracownikami z California Institute of Technology dowodzi, że tę barykadę może pokonywać i dostarczać leki do całego mózgu nieszkodliwy wirus.

Zespół Gradinaru zainteresował się wirusami, ponieważ są małe i doświadczone we wnikaniu do komórek i podporządkowywaniu sobie zawartego w nich DNA. Mają także białkowe osłonki, do których mogą przyczepiać się ładunki, na przykład leki albo elementy służące terapii genetycznej. Chcąc znaleźć najlepsze wirusy wnikające do mózgu, naukowcy z jednego szczepu wirusa towarzyszącego adenowirusom stworzyli metodami inżynierii milion wariantów, różniących się nieznacznie strukturą otoczki. Następnie wstrzykiwali je myszom i po tygodniu izolowali szczepy, które przedostały się do mózgu. Wirus nazwany AAVPHP.B najskuteczniej przenikał przez barierę.

Następnie zespół ten zbadał, czy AAVPHP.B może sprawdzić się jako potencjalny wektor w terapii genetycznej – technice, która pozwala leczyć choroby przez wprowadzanie do komórek nowych genów, albo zastępowanie lub dezaktywację genów, które już tam się znajdują. Naukowcy wstrzykiwali wirusy do krwiobiegu myszy. W tym przypadku wirus przenosił geny kodujące fluorescencyjne białka. Gdyby więc wirus docierał do mózgu, a nowe DNA byłoby wbudowywane w komórki nerwowe, powodzenie można byłoby mierzyć, oceniając zieloną poświatę. I rzeczywiście, naukowcy stwierdzili, że wirus naciekał większość komórek mózgu, a efekt świecenia utrzymywał się aż przez rok. Wyniki te opublikowano ostatnio w czasopiśmie Nature Biotechnology.

W przyszłości można wykorzystać takie podejście w celu leczenia różnych chorób neurologicznych. „Możliwość dostarczania genów do mózgu bez koniecznoci stosowania metod inwazyjnych będzie wyjątkowo skuteczna jako narzędzie badawcze. Ma również ogromny potencjał w praktyce klinicznej” – mówi Anthony Zador, neurobiolog zgłębiający sieci mózgowe w Cold Spring Harbor Laboratory. Grandiru uważa również, że metoda ta może dobrze sprawdzić się także w innych obszarach niż mózg, na przykład w obrębie obwodowego układu nerwowego. Sama liczba nerwów obwodowych powodowała, że leczenie bólu w neuropatii było trudne – tymczasem wirus mógłby dostać się do wszystkich tych komórek.

Monique Brouillette