Наномедицина в терапии заболеваний центральной нервной системы
По данным ВОЗ, каждый 4-й человек в мире в определенный момент своей жизни переносит то или иное психоневрологическое расстройство. В целом же в настоящее время около 450 млн человек во всем мире страдают от подобных заболеваний. По прогностическим оценкам, наблюдается тенденция к возрастанию этих показателей, учитывая увеличение общемировой средней продолжительности жизни населения. Все это лишь в большей мере подчеркивает необходимость поиска более эффективных путей терапии заболеваний центральной нервной системы, являющихся одним из серьезных вопросов здравоохранения XXI века.
Эффективность нынешних стандартов терапии пациентов с патологией указанного спектра в большинстве случаев не соответствует уровню доказательности. Это объясняется тем, что биодоступность большинства терапевтических препаратов, вводимых системно, существенно ограничена функциональной активностью гематоэнцефалического барьера. Как следствие, для достижения терапевтического эффекта в тканях центральной нервной системы необходимо значимое повышение дозировки вводимого препарата, что, в свою очередь, сопровождается развитием выраженных токсических явлений на уровне периферических тканей. Это объясняет острую необходимость в разработке эффективных стратегий доставки лекарственных препаратов в ткани головного мозга — стратегий, которые бы позволяли оптимизировать биораспределение действующих веществ и преодолевать фармакокинетические ограничения, объясняющие неудачи терапии.
Гематоэнцефалический барьер представлен монослойным эндотелием капилляров мозга в тесной взаимосвязи с перицитами и астроцитами. Ключевыми особенностями церебрального эндотелия является отсутствие фенестраций в сочетании с плотным межклеточным соединением. В связи с этим некоторые из предложенных ранее способов доставки лекарственных препаратов в ткани головного мозга, такие как прямое интрацеребральное введение или искусственная деструкция тесных межклеточных контактов химическими веществами или физическими стимулами, сопряжены с высоким риском неврологических повреждений. Учитывая это, перспективным направлением в данной сфере исследований стал поиск возможностей эффективного эндотелиального транспорта в структурах мозга, применяя целевые лекарственные носители после микроинвазивных внутривенных инъекций. На этой основе было предложено применение наноносителей в качестве альтернативного метода доставки лекарственных соединений, позволяющего преодолеть гематоэнцефалический барьер. Примечательно, что данный подход, основанный на применении, в основном липидных наноносителей, отличает низкая токсичность, биосовместимость и биоразлагаемость.
Основными параметрами, которые, безусловно, определяют эффективность наномедицины in vivo, являются размер частиц и возможность контроля экстравазации в целевых локусах. Тем не менее, несмотря на то что эндотелиальная проницаемость в тканях головного мозга изменяется при большинстве заболеваний центральной нервной системы, существенные дисфункциональные нарушения гематоэнцефалического барьера, как правило, наблюдаются лишь на поздних стадиях заболеваний и в наиболее затронутых патологическим процессом участках. Исходя из этого, новейшие экспериментальные проекты в сфере наномедицины направлены на поиск путей активной целевой доставки препаратов, преодолевая систему гематоэнцефалического барьера.
Липидные нанокапсулы и каннабидиол
В недавнем исследовании ученые Университета Комплутенсе в Мадриде (Complutense University, Madrid), Испания, и Открытого университета Милтон-Кинс (The Open University, Milton Keynes), Великобритания, сообщили о том, что каннабидиол — один из основных каннабиноидов растительного сырья каннабиса, не обладающий какими-либо психоактивными свойствами в отличие от тетрагидроканнабинола, — может применяться в качестве адъювантного носителя при переносе лекарственных соединений через гематоэнцефалический барьер. Статья по материалам исследования была опубликована в издании «Molecular Pharmaceutics» 13 марта 2019 г.
Планируя дизайн исследования, авторы исходили из того, что, несмотря на барьерные свойства гематоэнцефалических структур, транспорт отдельных биомолекул, таких как глюкоза, некоторые аминокислоты и нейротрансмиттеры, не затруднен. Ярким примером могут служить нейротрансмиттеры эндоканнабиноиды, достигающие тканей головного мозга после взаимодействия с каннабиноидными рецепторами гематоэнцефалического барьера. Указанный механизм стал отправной точкой в работе ученых, целью которой было применение данного рецепторного механизма в испытании системы активной доставки наномолекул лекарственных соединений непосредственно в ткани головного мозга.
Представленное исследование посвящено разработке липидных нанокапсул, совмещенных с непсихотропными каннабиноидами в качестве адъювантных неиммуногенных молекул, тропных к тканям мозга, а также оценке указанного потенциала каннабидиола как in vitro, так и in vivo в организме лабораторных животных. В ходе экспериментов по изучению проницаемости структур гематоэнцефалического барьера как в модели in vitro на основе клеток hCMEC/D3, так и в наблюдениях за биораспределением наночастиц в организме грызунов, максимальный уровень целевой доставки отмечался при введении липидного комплекса, обогащенного наночастицами каннабиноида. Авторы особо акцентировали внимание на том, что оптимизация целевой доставки в ткани мозга, достигаемая за счет конъюгации каннабидиола с липидными нанокапсулами, превзошла шестикратный эффект, отличающий G-технологию, которая в настоящее время признана основной активной стратегией повышения биодоступности препаратов в тканях мозга и внесена в перечень методов, применяемых в клинических исследованиях.
Поскольку эффективность транспорта через гематоэнцефалический барьер, безусловно, определяет результативность лечения заболеваний мозга, резюмируя итоги работы, исследователи пришли к заключению, что липидные нанокапсулы, обогащенные наночастицами каннабидиола, представляют собой перспективную платформу для проектирования и разработки новых методов лечения заболеваний центральной нервной системы в будущем.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал, Viber-сообщество, Instagram, страничку Facebook, а также Twitter, чтобы первыми получать самые свежие и актуальные новости из мира медицины.
- Aparicio-Blanco J., Romero I.A., Male D.K. et al. (2019) Cannabidiol enhances the passage of lipid nanocapsules across the blood–brain barrier both in vitro and in vivo. Mol. Pharm., Mar. 13. DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.8b01344.
Наталья Савельева-Кулик
