Как рыба-паразит может помочь нам бороться с раком мозга и инсультом
Исследователи обращаются к древнему виду рыб, чтобы найти лучший способ доставки терапевтических препаратов в мозг для лечения различных состояний и событий, от рака до инсульта.
Изображение предоставлено: Т. Лоуренс, Комиссия по рыболовству в Великих озерах
Миноги - один из старейших сохранившихся видов угревидных бесчелюстных рыб. Они населяют как реки, так и прибрежные морские воды в регионах с умеренным климатом по всему миру.
Эти странные на вид рыбы выглядят особенно жутко из-за их бескостного рта, покрытого зубами. Они также паразитируют, питаясь кровью других рыб.
Новое исследование предполагает, что эти водные обитатели могут предоставить адаптируемый носитель для лекарств, которые лечат биологические эффекты состояний или состояний здоровья, влияющих на мозг.
В недавнем исследовании, проведенном группой ученых из Университета Висконсин-Мэдисон и Техасского университета в Остине, был изучен тип молекулы иммунной системы миног, называемый «вариабельными рецепторами лимфоцитов» (VLR).
Исследователи объясняют, что то, что делает VLR интересными, - это их способность нацеливаться на внеклеточный матрикс (ECM), сеть макромолекул, которая обеспечивает структуру окружающим клеткам.
Эта сеть составляет значительную часть центральной нервной системы, поэтому исследовательская группа считает, что VLR могут помочь переносить лекарства в мозг, повышая эффективность лечения рака мозга, травм мозга или инсульта.
«Этот набор нацеленных молекул кажется несколько агностическим по отношению к болезни. Мы считаем, что ее можно применять в качестве платформенной технологии в различных условиях ».
Автор исследования профессор Эрик Шуста
Исследователи проверили свою гипотезу на мышиных моделях агрессивного рака мозга и сообщают о своих результатах в журнале. Достижения науки.
Многообещающий эксперимент
Обычно лекарства не проникают в мозг легко, потому что он защищен гематоэнцефалическим барьером, который предотвращает попадание потенциально вредных агентов в мозг. Однако этот барьер также не позволяет лекарству достичь своей цели.
В случае некоторых событий со здоровьем, которые влияют на мозг, гематоэнцефалический барьер «ослабляется», что может подвергнуть мозг дальнейшим проблемам, но также позволяет лекарствам проникать внутрь.
В текущем исследовании исследователи были заинтересованы в тестировании эффективности VLR, используя преимущества нарушения гематоэнцефалического барьера в случае глиобластомы, агрессивной формы рака мозга.
«Такие молекулы [VLR] обычно не могут доставлять грузы в мозг, но везде, где есть нарушение гематоэнцефалического барьера, они могут доставлять лекарства прямо к месту патологии», - объясняет профессор Шуста.
Исследовательская группа работала с мышиными моделями глиобластомы, обрабатывая их VLR, связанными с доксорубицином, лекарством, используемым для лечения этой формы рака у людей.
Профессор Шуста и его коллеги сообщают, что этот подход был многообещающим, поскольку увеличивал выживаемость грызунов, получавших эту экспериментальную комбинацию.
Исследователи отмечают, что связывание VLR с различными лекарствами может иметь еще одно важное преимущество - оно может позволить специалистам доставлять значительно более высокие дозы этих лекарств в мозговой ЭКМ.
«Подобно впитыванию воды в губку, молекулы миноги потенциально будут накапливать гораздо больше лекарства в обильном матриксе вокруг клеток по сравнению с конкретной доставкой в клетки», - поясняет соавтор профессор Джон Куо.
И этот «трюк» связывания может помочь решить еще одну проблему. Исследователи объясняют, что клетки мозга могут быть их собственными врагами, когда дело доходит до лечения, поскольку они «выделяют» попадающие в них химические вещества.
Однако, поскольку VLR нацелены на ECM, который окружает клетки мозга, это может позволить лекарствам воздействовать на клетки в течение более длительных периодов времени.
«Это может быть способ удержать методы лечения, которые иначе не накапливаются в мозгу, чтобы они могли быть более эффективными», - говорит соавтор Бен Умлауф, доктор философии.
«Испытание этой стратегии в разных моделях»
Наконец, исследователи отмечают, что VLR свободно циркулировали в организме у мышей, но не накапливались в здоровых тканях. Это говорит о том, что эти молекулы не нарушают работу здоровых, функционирующих органов.
В дальнейшем исследователи хотят попытаться объединить VLR с другими типами противораковых препаратов, включая те, которые используются в иммунотерапии, чтобы увидеть, насколько хорошо молекулы будут работать с более разнообразным набором методов лечения.
Еще одна возможность, которую исследователи хотели бы изучить, - это использование VLR для обнаружения любых нарушений гематоэнцефалического барьера, которые могут указывать на начало события, связанного со здоровьем. Они предлагают сделать это путем привязки VLR к сложным зондам, совместимым с технологиями визуализации мозга.
Однако в настоящее время «я очень рад попробовать эту стратегию в различных модельных системах болезней», - заявляет Куо, добавляя, что «[t] здесь есть несколько болезненных процессов, которые нарушают гематоэнцефалический барьер, и мы могли бы подумать о доставке множество различных методов лечения этими молекулами ».
