Создан метод генной терапии мозга с помощью ультразвука
Ученые медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали новый метод доставки генов для генной терапии в мозг с помощью ультразвука. Ультразвук воздействует на стенки сосудов, которые растягиваются и отталкивают препарат, накапливающийся в периваскулярном пространстве, глубже в ткани мозга.eBioMedicine: ультразвук повысил эффективность генной терапии мозга
Изображение: Chen lab
Ученые медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе создали новый метод доставки генов для генной терапии в мозг с помощью ультразвука. Результаты исследования опубликованы в журнале eBioMedicine, кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на MedicalXpress.
Неинвазивный метод FUSIN включает в себя введение терапевтического средства из носовой полости в мозг с последующей обработкой ультразвуком для преодоления гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), который позволяет проникать из крови в центральную нервную систему лишь некоторым веществам (питательные соединения и продукты жизнедеятельности нервных клеток), являясь препятствием для лекарственных препаратов. Он представляет собой высокоселективный «фильтр», защищающий нервную ткань от токсинов, микроорганизмов и факторов иммунной системы, и состоит из эндотелиальных клеток, образующих базальную мембрану.
Интраназальный путь, который ведет из носовой полости напрямую в мозг через обонятельный и тройничный нерв, позволяет обойти ГЭБ. Обычная интраназальная доставка имеет низкую эффективность, однако применение ультразвука, проникающего через скальп и череп, позволяет усилить проникновение инъекционных препаратов в нужное место мозга за счет колеблющихся микропузырьков, растягивающих стенки близлежащих кровеносных сосудов изнутри. Таким образом, молекулы препарата, которые уже накопились за пределами ГЭБ в периваскулярном пространстве, окружающем стенки сосудов, отталкиваются в глубины центральной нервной системы.
В ходе эксперимента подопытным мышам интраназально вводили аденоассоциированные вирусные векторы (AAV5), которые несли в себе репортерный ген зеленого флуоресцентного белка (EGFP). На голову животных было помещено устройство, фокусирующее ультразвук в нужную точку черепа. Микропузырьки со средним размером 4-5 микрометров вводили в хвостовую вену, после чего сразу же начиналась обработка ультразвуком. Через четыре недели после процедуры каждую мышь умерщвляли для дальнейшего анализа тканей.
Результаты показали, что FUSIN обеспечил эффективную доставку AAV5 с EGFP в участки мозга, включая поверхностный участок мозга (кору) и глубокую область мозга (ствол мозга). Этот метод продемонстрировал в 414,9 и 2073,7 раза более высокую эффективность, чем внутривенная инъекция с применением ультразвука для разрушения ГЭБ и интраназальная доставка без применения ультразвука соответственно.
На сегодняшний день генная терапия не одобрена для лечения заболеваний центральной нервной системы. Однако авторы работы предполагают, что FUSIN-опосредованная доставка аденоассоциированных вирусных векторов может обеспечить высокую терапевтическую эффективность в борьбе против таких состояний, как болезнь Паркинсона.
