Unser Gehirn hat eine Barriere, die aufhört Drogen. Wie kommen wir daran vorbei?

Unser Gehirn hat eine Barriere, die aufhört Drogen. Wie kommen wir daran vorbei?

Ein neues Medikament für Alzheimer, Schlaganfall oder Gehirn-Verletzung kann arbeiten gut im Labor, aber der entscheidende test ist, ob Sie es bekommen können, wo Sie benötigt werden.

„Das ist wirklich das lästige Herausforderung, denn wir haben (Drogen -) Kandidaten, die könnten einen guten job machen, wenn wir bekommen konnten Sie in das Gehirn“, sagt Professor Maria Tenje, ein ausgebildeter Physiker wandte sich Ingenieur an der Universität Uppsala, Schweden.

Das Gehirn hat eine schützende Barriere, die entworfen, um zu stoppen gefährliche Moleküle und Zellen eindringt. Es wirkt wie ein filter zwischen dem Gehirn und den Blutgefäßen, sodass wichtige Nährstoffe, wie Sauerstoff, zu betreten, während das halten aus Molekülen, die stören könnten die delikate, komplexe Prozesse im Gehirn. Naja, fast alle.

„Wenn du ein Bier haben, können Sie sich der angenehmen Wirkung, weil das ethanol hat das Gehirn erreicht“, sagte Prof. Tenje.

„Aber wenn das alles konnte nur über das Futter und gehen in das Gehirn, dann wäre das das Ende von uns, denn wir haben eine Menge von Toxinen, Nanopartikel und Chemikalien, die nicht in das Gehirn.

„Aus technischer Sicht ist es ein Interessantes problem—wie können wir etwas, das erlaubt nur die passage von spezifischen Molekülen und wie können wir es Steuern? Das ist es, was wir versuchen, es herauszufinden.“

Vorhersage

Für ein Projekt namens SONGBIRD, Prof. Tenje ist mit Ihrem engineering-know-how erstellen eines Modells der Blut-Hirn-Schranke, so dass andere Wissenschaftler können besser Vorhersagen, welche Medikamente sind wahrscheinlich bei Menschen funktionieren. Die Barriere besteht aus vielen verschiedenen Zellen, die dicht gepackt zusammen. Modelle, die von diesem erstellt wurden, in der Vergangenheit, aber der schwierige Teil ist zu neu das Gerüst zwischen den Zellen.

Dies ist bekannt als die extrazelluläre matrix, die Prof. Tenje sagt, ist wie ‚Schmiere.“ Es besteht aus Kollagen und anderen Glykoproteinen zu bieten strukturelle Unterstützung für die Zellen.

So erstellen Sie die extrazelluläre matrix, Prof. Tenje ist mit Hydrogel—ein material, das über 90% aus Wasser zusammen gehalten durch polymer-Stränge, die halten das Wasser an Ort und Stelle. Sie hofft, dass es Ihr zu erlauben, erstellen Sie eine weitere Leben-wie Modell jedoch der Herausforderung ist die Schaffung einer soliden, stabilen Struktur von etwas, das weich ist. Sie und Ihr team sind die Prüfung von verschiedenen Möglichkeiten, halten das hydrogel zusammen, ohne die Zellen, die Freiheit, sich zu bewegen.

„Wenn Sie wollen, um diese Art von material zu bauen, etwas mit, dann wirst du Probleme haben, da bricht es zusammen. Wir versuchen zu entwickeln, die richtigen Methoden für den Aufbau von Strukturen mit weichem material“, sagte Sie.

Prof. Tenje hofft, dass dieses Modell könnte uns helfen, genauer vorherzusagen, ob ein Medikament Durchlaufen die Barriere, bevor es ausfällt in klinischen Studien. Derzeit verlassen wir uns auf die Prüfung der Arzneimittel in Tiere zu sehen, wie gut Sie funktionieren und ob Sie sicher sind, bevor Sie in Menschen getestet.

„Wir sind ähnlich zu Ratten, aber nicht ähnlich“, sagte Sie.

Neues Modell

Dr. Igor Khalin vom Institut für Schlaganfall-und Demenz-Forschung an der Universität von München, Deutschland, sehen den Vorteil von ein neues Modell für die Blut-Hirn-Schranke in der Forschung.

„Wenn wir etwas haben, zwischen einer einfachen Zellkultur-und Tierstudien, eine Bühne, die mimik, die Blut-Hirn-Schranke, dann reduzieren Sie die Anzahl der Moleküle, die Sie brauchen, um zu testen, in den Tieren,“ sagte er.

„Aber es kann nicht alle Probleme zu lösen. Sie können nicht vermeiden, mit den Tieren, denn die nächste Phase ist in der Regel die menschliche Forschung. Wenn wir etwas übersehen bei den Tieren, dann könnte es schädlich für den Menschen.“

Dr. Khalin ist der Versuch, besser zu verstehen, was passiert im Gehirn wie eine Droge, geht durch die Schranke. Er entwickelt ein system zum nachverfolgen einer einzelnen Teilchen im Gehirn in Echtzeit über ein Projekt namens NEUROTARGET.

„So weit, niemand hat direkt gezeigt, dass, wenn auch nur indirekt. Ich möchte direkt zu Messen (visualisieren) die überquerung der Blut-Hirn-Schranke“, sagte er.

Er ist mit Hilfe von Nanopartikeln, die Sie geben ein helles Licht, das gesehen werden kann, unter die Lupe. Einem normalen Lichtmikroskop sehen können Zellen, aber nicht die details von Objekten, die kleiner sind als 200 Nanometer. Die Nanopartikel verwendet, die von Dr. Khalin sind nur 70nm breit, aber Dank dem Licht, das Sie gesehen werden kann.

Er vereint diese Nanopartikel mit einer Technik namens zwei-Photonen-Mikroskopie, die es ihm erlaubt, Bild Gehirn einer Maus in Echtzeit.

Das Nanopartikel-material, dass er mit Genehmigung durch die Europäische Arzneimittel-Agentur, die für die Anwendung beim Menschen, kann passieren durch die Blut-Hirn-Schranke und könnte verwendet werden, zu transportieren Drogen. Es ist biologisch abbaubar, so dass es gebrochen werden kann unten durch die Enzyme im Körper und absorbiert.

Änderungen

Dr. Khalin hofft, dass dieser Ansatz nicht nur helfen, die Behandlung von Krankheiten, sondern bieten auch ein tieferes Verständnis von, wie das Gehirn ändert sich mit Verletzungen.

„Wir können möglicherweise verwenden Sie diese Partikel als Sonde und die Sonde kann Ihnen Informationen über die Pathophysiologie der Krankheit“, sagte er. „Ich hoffe, dass wir helfen (heilen) Schlaganfall und Schädel-Hirn-Verletzungen.“

Eines der Themen, die mit Verletzung des Gehirns ist, die langfristigen Auswirkungen von kleineren Schläge auf den Kopf.

„Hirn-trauma ist eine Stille Epidemie“, sagte er. „Zum Beispiel, wenn eine person hat eine Kollision, wo Sie traf Ihren Kopf, und Sie sagen: „ich brauche nicht zum Arzt zu gehen, ich bin in Ordnung.“ Was Sie nicht wissen ist, dass es viele Prozesse im Gehirn. Am Ende wird diese Verringerung der kognitiven Funktion.“

Sowohl er als auch Prof. Tenje hoffen, dass Ihre Forschung führt zu besseren Ergebnissen für die Patienten, sondern die Erkenntnis, dass es noch in den frühen Stadien. Sie hoffen, Ihre Fähigkeiten anwenden, so dass andere darauf aufbauen können.

„Die Blut-Hirn-Schranke ist eine ziemlich komplexe biologische Struktur. Es ist das Ziel, sondern um es zu erhalten tun wir grundlegende technische Forschung“ Prof. Tenje sagte.