Создана биоразлагаемая «открывашка» гемато-энцефалического барьера

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

Гирлянда гемато-энцефалического барьера

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…

Патофизиология гемато-энцефалического барьера

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…

Астроциты тянутся друг к другу

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,…

Блокировка иммунитета остановит разрушение тканей после инсульта

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…

Всем по нейрококтейлю

Сегодня перед вами – смесь из клеток мозга, разных не просто по типу, но и по возрасту. Зеленым светятся нейрональные стволовые клетки, из которых можно…

Гемато-энцефалический барьер на органе-чипе

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…

Глиобластома: биопсия без биопсии

В диагностике злокачественных опухолей головного мозга главная проблема – сложность определения типа и степени злокачественности опухоли до операции. Если в случае опухоли простаты или молочной…

День в истории: женщина, поставившая барьер между мозгом и кровью

Наша иммунная система не знает о присутствии в нашем организме мозга благодаря ему – гематоэнцефалическому барьеру (ГЭБ), концепция которого сформировалась ровно 100 лет назад. За…

Женщины, творящие нейронауку

Международный женский день – это не только хороший повод поздравить всех представительниц прекрасного пола и пожелать им вдохновения, счастья и энергии на осуществление своих целей,…

Запущенный инсульт облегчит кластерная стимуляция нейронов

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….

Зелёные звёзды мозга

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…

Каркас для астроцитов: с сосудами и в 3D

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…

Как при помощи марихуаны «протащить» лекарства в мозг?

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…

Картинка дня: сосуд и глия

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…

Неврологический вред прививки от вируса папилломы человека снова не доказан

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…

Нейронауки для всех. Глия

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…

Нейронауки для всех. Инструменты и методы: гамма-нож

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…

Нейрососудистый оркестр

Перед вами — так называемая нейрососудистая единица. Минимальный элемент из нейронной, глиальной и сосудистой ткани в головном мозге (или, в данном случае — в сетчатке)….