Un nuovo sistema sviluppato dai ricercatori dell’Icahn Mount Sinai consente la somministrazione sicura di biomolecole terapeutiche al cervello superando la barriera ematoencefalica. Testato su modelli murini, si dimostra promettente per il trattamento di malattie neurologiche come la SLA e l’Alzheimer.
Gli scienziati della Icahn School of Medicine al Mount Sinai hanno ideato un metodo rivoluzionario, testato su modelli di topi e tessuto cerebrale umano, isolato per somministrare in modo sicuro ed efficace i trattamenti al cervello. Questa svolta apre nuove strade per affrontare una varietà di disturbi neurologici e psichiatrici.
Pubblicato su Nature Biotechnology, lo studio introduce un sistema di coniugati (BCC) unico nel suo genere, in grado di attraversare la barriera ematoencefalica, progettato per superare la barriera protettiva che solitamente impedisce alle grandi biomolecole di raggiungere il sistema nervoso centrale (SNC).
La barriera ematoencefalica è uno scudo protettivo naturale che impedisce alle sostanze nocive di entrare nel cervello. Tuttavia, blocca anche la somministrazione di farmaci salvavita, creando una sfida significativa nel trattamento di condizioni come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), il morbo di Alzheimer, la dipendenza e molti altri disturbi del SNC.
La piattaforma BCC sfrutta uno speciale processo biologico chiamato transcitosi mediata dalla γ-secretasi per somministrare grandi molecole terapeutiche, come oligonucleotidi e proteine, direttamente nel cervello attraverso una semplice iniezione endovenosa.
“La barriera ematoencefalica è un meccanismo di difesa essenziale, ma presenta anche una sfida significativa per la somministrazione di farmaci al cervello”, afferma l’autore senior co-corrispondente Yizhou Dong, PhD, Professore di immunologia e immunoterapia e membro dell’Icahn Genomics Institute e del Marc and Jennifer Lipschultz Precision Immunology Institute, presso l’Icahn Mount Sinai. “La nostra piattaforma BCC rompe questa barriera, consentendo alle biomacromolecole, inclusi gli oligonucleotidi, di raggiungere il SNC in modo sicuro ed efficiente”.
Risultati promettenti nei modelli preclinici
Lo studio ha dimostrato che quando i ricercatori hanno iniettato nei topi un composto chiamato BCC10, legato a strumenti genetici specializzati noti come oligonucleotidi antisenso, è stato possibile ridurre con successo l’attività dei geni dannosi nel cervello.
In un modello di topo transgenico di SLA (una malattia dei motoneuroni), il trattamento ha abbassato significativamente i livelli del gene che causa la malattia chiamato Sod1 e della sua proteina associata. Analogamente, un diverso oligonucleotide antisenso legato a BCC10 ha ridotto notevolmente un altro gene, Mapt , che codifica la proteina tau ed è un bersaglio per il trattamento del morbo di Alzheimer e di altre demenze.
BCC10 ha dimostrato di essere altamente efficace nel fornire questi strumenti genetici al cervello, migliorando la loro capacità di silenziare i geni dannosi in diversi modelli e persino in campioni di tessuto cerebrale umano escisso studiati in laboratorio. È importante sottolineare che il trattamento è stato ben tollerato nei topi, causando pochi o nessun danno agli organi principali alle dosi testate, affermano gli investigatori.
Ampio potenziale per i trattamenti delle malattie cerebrali
Nonostante i recenti progressi nel settore, c’è ancora un urgente bisogno di tecnologie in grado di aggirare la barriera ematoencefalica e migliorare la somministrazione di terapie basate su biomacromolecole al sistema nervoso centrale tramite somministrazione sistemica.
“La nostra piattaforma potrebbe potenzialmente risolvere uno dei più grandi ostacoli nella ricerca sul cervello: far passare le grandi molecole terapeutiche oltre la barriera ematoencefalica in modo sicuro ed efficiente”, afferma l’autore senior Eric J. Nestler, MD, PhD, Nash Family Professor of Neuroscience, Direttore del Friedman Brain Institute e Preside per gli Affari Accademici dell’Icahn Mount Sinai, nonché Direttore Scientifico del Mount Sinai Health System. “Questo sviluppo ha il potenziale per far progredire i trattamenti per un’ampia gamma di malattie cerebrali”.
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Il titolo dell’articolo è “La somministrazione endovenosa di coniugati che attraversano la barriera ematoencefalica facilita il trasporto di biomacromolecole nel sistema nervoso centrale“.
Riferimento: Nature Biotechnology
