Исследователи из Университета штата Коннектикут в США создали биоразлагаемое устройство, которое должно помочь открыть гемато-энцефалический барьер для доставки лекарственных препаратов в головной мозг. Результаты исследований и экспериментов опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Credit: Thanh Nguyen
Гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) между кровью и мозгом известен очень давно: 102 года назад появилась статья нашей соотечественницы, Лины Соломоновны Штерн, а еще три года спустя в сообщении в Женевском медицинском обществе прозвучала точная формулировка:
«Между кровью, с одной стороны, и спинномозговой жидкостью, с другой, есть особый аппарат или механизм, способный просеивать вещества, обыкновенно присутствующие в крови или случайно проникшие в неё. Мы предлагаем называть этот гипотетический механизм, пропускающий одни вещества и замедляющий или останавливающий проникновение других веществ, гемато-энцефалическим барьером».
ГЭБ не пропускает в мозг многие микроорганизмы и вирусы, а также токсины из крови, однако это же представляет огромную проблему для медиков, в первую очередь – для онкологов, ведь большинство химиотерапевтических препаратов не проникают сквозь этот барьер.
Давно известно, что ГЭБ можно «открыть» при помощи ультразвука, однако для этого требуются громоздкие устройства и МРТ-контроль для фокусировки ультразвуковых волн. Делать такое перед каждым приемом препаратов затруднительно. Другой способ – временная имплантация ультразвуковых устройств непосредственно на мозг, однако это уже опасно из-за операционного вмешательства – сначала для имплантации, а затем для удаления источников ультразвука.
Тан Нгуен из Университета штата Коннектикут со своей командой предложил другой способ: биоразлагаемые пьезоэлектрические материалы. Созданные Нгуеном устройства выполнены из нановолокон поли(L-молочной) кислоты, которая используется для создания шовного материала для хирургии. Эти нановолокна можно было свернуть в частицы шириной в 200 нанометров и длиной в несколько десятков микрон. После подачи напряжения они распрямлялись и сплетались в сетку. Получившееся устройство позволило генерировать хорошо контролируемый ультразвук, кроме этого, используя пьезоэлектрические свойства материала, из него легко создать и биоразлагаемый датчик внутричерепного давления, который необходим в первые дни после операций по поводу черепно-мозговой травмы.
По словам авторов, работа находится только в самом начале – им еще предстоит решить, как оптимизировать интенсивность ультразвука, чтобы получить хорошие «бреши» в гематоэнцефалическом барьере, достаточно широкие для прохождения крупных молекул препарата, при этом не повреждая кровеносные сосуды или мозг.
Текст: Алексей Паевский
Eli J. Curry et al. Biodegradable nanofiber-based piezoelectric transducer, Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073/pnas.1910343117
Эту микрофотографию мы берегли на 1 января. И не потому, что в 2012 году этот снимок выиграл конкурс Nikon Small World. Но согласитесь, что конфокальная…
Тематике патофизиологии гемато-энцефалического барьера будет посвящено 513-е заседание Санкт-Петербургского общества патофизиологов. Оно состоится 29 октября (вторник) 2019 года в 17ч 30м в аудитории №1 (3 этаж нефрологического…
На этом снимке — два окрашенные красящим виментин красителем IHC-DAB астроцита в хвостатом ядре мозга человека. Астроциты непосредственно взаимодействуют с кровеносными сосудами, формируя гемато-энцефалический барьер,…
Разрушительное действие ишемического инсульта можно предотвратить. К такому выводу пришел коллектив исследователей из Южной Калифорнии, показав, что локальное «отключение» иммунной системы в месте ишемии уменьшает…
Сегодня перед вами – смесь из клеток мозга, разных не просто по типу, но и по возрасту. Зеленым светятся нейрональные стволовые клетки, из которых можно…
Credit: Emulate, Inc. Впервые исследователям из Медицинского центра Cedars-Sinai и компании Emulate, Inc., которая занимается технологией выращивания органов на чипе, удалось воссоздать таким образом гемато-энцефалический барьер (ГЭБ). Он…
В диагностике злокачественных опухолей головного мозга главная проблема – сложность определения типа и степени злокачественности опухоли до операции. Если в случае опухоли простаты или молочной…
Наша иммунная система не знает о присутствии в нашем организме мозга благодаря ему – В июне в России стартовало Десятилетие наук и технологий. Не остался…
Международный женский день – это не только хороший повод поздравить всех представительниц прекрасного пола и пожелать им вдохновения, счастья и энергии на осуществление своих целей,…
Исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Франциско (UCLA) создали новый эффективный подход при инсульте. Они предложили стимулировать нейроны, располагающиеся в крыловидно-небном узле – части тройничного нерва….
Сегодня в нашей картинке дня снова фото из конкурса Elegance of Science. На этот раз мы видим конфокальный снимок исследователя Сараньи Канчи, который в своей…
На этом снимке вы видите новое достижение биоинженерной мысли, 3D-пре-васкуляризированный скаффолд, который обрастают астроциты. Переведем на понятный русский: компания Prellis Biologics создала трёхмерный каркас, который снабжён…
Одной из главных проблем в лечении заболеваний центральной нервной системы по-прежнему остается гемато-энцефалический барьер (ГЭБ), который не пропускает большинство препаратов из крови в мозг. Испанские…
На этом снимке из конкурса NeuroArt мы видим крупный сосуд передней поясной коры головного мозга (синий и зеленый), окружённый глиальными клетками (астроцитами). Именно астроциты и…
Отзывы громких статей, посвящённых вреду прививок из солидных журналов, кажется, становятся доброй традицией. Уже давно была статья Эндрю Уэйкфилда о том, что прививки против кори…
О «другой» составляющей головного мозга, не менее важной, чем нейроны, функции которой очень разнообразны — и которые мы только начинаем более-менее осознавать, рассказывает наш новый…
Что первое может прийти в голову людям, услышавшим термин «гамма-нож»? Возможно, у некоторых в памяти всплывут сцены из фильма «Звездные войны», а кто-то подумает о…
Перед вами — так называемая нейрососудистая единица. Минимальный элемент из нейронной, глиальной и сосудистой ткани в головном мозге (или, в данном случае — в сетчатке)….
