(Phys.org) - Een nieuwe Amerikaanse studie heeft een manier gevonden om grotere nanodeeltjes dan voorheen in staat te stellen hersenweefsels binnen te dringen, die een nieuwe manier kan bieden om therapeutische medicijnen aan hersenweefsels toe te dienen voor gerichte behandeling van aandoeningen zoals hersentumoren en beroertes.

Een probleem dat zich voordoet wanneer wetenschappers hebben geprobeerd nanodeeltjes in de hersenen te krijgen, is dat de ruimte tussen hersencellen plakkerig is en te moeilijk voor nanodeeltjes met een diameter van meer dan 64 nanometer (nm) om er doorheen te komen. Dit beperkt het gebruik van de meeste medicijnafgiftesystemen voor nanodeeltjes, omdat de grotere deeltjes die nodig zijn niet effectief in de hersenen kunnen doordringen.

Onderzoekers aan de Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore, onder leiding van Elizabeth Nance en Justin Hanes van de afdeling Oogheelkunde van de universiteit, experimenteerde met nanodeeltjes van verschillende groottes en coatings om een ​​manier te vinden om grotere deeltjes in de hersenen te laten diffunderen.

Het probleem, Hanes zei, is dat de extracellulaire hersenvloeistof "erg plakkerig, " met vergelijkbare hechtende eigenschappen als slijm, en dit belemmert de verspreiding van deeltjes groter dan 64 nm in diameter. De oplossing die de groep vond was om de deeltjes dicht te bekleden met polyethyleenglycol (PEG). Ze ontdekten dat wanneer gecoat, nanodeeltjes zo groot als 114 nm zouden kunnen diffunderen in verse ex-vivo menselijke hersenen. Het team bevestigde de bevindingen met deeltjes tot 100 nm in de hersenen van levende muizen en ontlede rattenhersenen.

Polyethyleenglycol is een polymeer met een lage toxiciteit met een breed scala aan toepassingen, ook als dispergeermiddel in tandpasta en huidcrèmes, en als antischuimmiddel in voedingsmiddelen. Als coating voor de nanodeeltjes, de PEG werkt als een schild tegen hydrofobe en elektrostatische interacties met de weefsels en voorkomt dat de deeltjes aan hersencellen blijven kleven. Bij diameters van meer dan 114 nm, de deeltjes beginnen te hechten, maar Dr. Hanes denkt dat de maximale grootte kan oplopen tot 200 nm.

De bevindingen van het onderzoek, gepubliceerd in Wetenschap Translationele geneeskunde , kan toepassing vinden bij een effectievere afgifte van medicijnen aan de hersenweefsels voor de behandeling van aandoeningen zoals hersentumoren, beroertes en ontsteking van de hersenen, maar de onderzoekers zeggen dat er meer onderzoek nodig is naar mogelijke ongewenste bijwerkingen of toxiciteit van met medicijnen beladen nanodeeltjes voordat klinische proeven kunnen beginnen.

© 2012 Fys.org