El Centro de Innovación de NanoMedicina en Japón anunció que se descubrió una nueva estrategia para apuntar específicamente al cerebro en colaboración con el Departamento de Bioingeniería. Escuela de Graduados en Ingeniería, Universidad de Tokio. Los detalles se publican en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias emitido el 23 de julio.

El tratamiento de enfermedades neurológicas se ve gravemente obstaculizado por la mala administración de terapias al cerebro debido a la presencia de la barrera hematoencefálica (BBB), una barrera celular altamente impermeable compuesta principalmente por células endoteliales especializadas que recubren la microvasculatura del cerebro. Las estrategias basadas en la nanotecnología han logrado un éxito modesto en la administración de terapias al cerebro cargándolas en nanomáquinas decoradas con ligandos que se unen a proteínas asociadas con la BBB. Sin embargo, tales estrategias de focalización tienen limitaciones inherentes de especificidad cerebral, ya que las proteínas diana también se expresan significativamente en órganos periféricos, conduciendo a una mayor acumulación de nanomáquinas, por ejemplo, en el pulmón y el corazón. Por lo tanto, la traducción clínica de las estrategias actuales se ve obstaculizada por los efectos secundarios periféricos perjudiciales y la reducción de las dosis terapéuticas efectivas que llegan al cerebro. Por eso, Es necesario desarrollar nuevas estrategias que aprovechen las características alternativas de la BBB para superar la acumulación de nanomáquinas "fuera del objetivo".

El grupo del Prof. Kataoka ha desarrollado un sencillo estrategia contraria a la intuición que convierte el problema de la administración de la terapia en el cerebro, es decir, la alta impermeabilidad de las células endoteliales del cerebro, en la solución para lograr un objetivo específico del cerebro de nanomáquinas con un aumento mínimo de acumulación en los órganos periféricos.

La alta impermeabilidad de las células endoteliales cerebrales se debe en gran parte a un nivel notablemente reducido de endocitosis en comparación con las células endoteliales periféricas. Por tanto, esta función puede aprovecharse para promover etiquetas moleculares no conjugadas para ser retenidas selectivamente en la superficie de las células endoteliales del cerebro mientras se eliminan rápidamente (endocitosan) de la superficie de las células endoteliales de otros órganos del cuerpo. De este modo, Las nanomáquinas capaces de reconocer de manera eficiente las etiquetas moleculares mostradas están dirigidas específicamente al cerebro con un objetivo mínimo en otros órganos.

La viabilidad de este enfoque se ha demostrado mediante el empleo de anticuerpos que contienen biotina contra la proteína Molécula de adhesión de células endoteliales plaquetarias (PECAM) -1, que se expresa en la vasculatura de la mayoría de los órganos. Los autores demostraron que si se inyectan nanomáquinas decoradas con la proteína avidina (capaz de unirse fuertemente a la biotina) en ratones poco tiempo después de la inyección de anticuerpos biotina-PECAM-1, las nanomáquinas se acumulan preferentemente en el pulmón, con acumulación también vista en el cerebro, corazón y páncreas. Sin embargo, si el intervalo de tiempo entre la inyección del anticuerpo y la nanomáquina aumenta para permitir la eliminación del anticuerpo de la superficie de las células endoteliales periféricas, la capacidad de las nanomáquinas de acumularse en el pulmón, el corazón y el páncreas disminuyen constantemente, mientras que la acumulación en el cerebro permanece constante. Por eso, después de un intervalo de tiempo de ocho horas, las nanomáquinas solo estaban dirigidas al cerebro, sin aumento en la acumulación visto en ningún órgano periférico.

Por lo tanto, esta nueva estrategia de focalización de dos pasos allana el camino para superar la limitación de la acumulación periférica de nanomáquinas 'fuera del objetivo', aumentando así la traducción clínica de las terapias basadas en nanomáquinas.