Magnetische nanodeeltjes kunnen de bloed-hersenbarrière openen en moleculen rechtstreeks naar de hersenen afleveren, zeggen onderzoekers van de Universiteit van Montreal, Polytechniek Montreal, en CHU Sainte-Justine. Deze barrière loopt door bijna alle bloedvaten in de hersenen en beschermt deze tegen elementen die in het bloed circuleren en die giftig kunnen zijn voor de hersenen. Het onderzoek is belangrijk omdat momenteel 98% van de therapeutische moleculen ook niet door de bloed-hersenbarrière kan.

"De barrière wordt tijdelijk geopend op een gewenste locatie gedurende ongeveer 2 uur door een kleine verhoging van de temperatuur die wordt gegenereerd door de nanodeeltjes wanneer ze worden blootgesteld aan een radiofrequentieveld, " verklaarde eerste auteur en mede-uitvinder Seyed Nasrollah Tabatabaei. "Onze tests hebben aangetoond dat deze techniek niet wordt geassocieerd met een ontsteking van de hersenen. Dit nieuwe resultaat zou kunnen leiden tot een doorbraak in de manier waarop nanodeeltjes worden gebruikt bij de behandeling en diagnose van hersenziekten, " legde de mede-onderzoeker uit, Helene Girouard. "Op dit moment, chirurgie is de enige manier om patiënten met hersenaandoeningen te behandelen. Bovendien, terwijl chirurgen kunnen opereren om bepaalde soorten tumoren te verwijderen, sommige aandoeningen bevinden zich in de hersenstam, tussen zenuwen, operatie onmogelijk maken, " voegde medewerker en senior auteur Anne-Sophie Carret toe.

Hoewel de technologie is ontwikkeld met behulp van muizenmodellen en nog niet op mensen is getest, de onderzoekers zijn ervan overtuigd dat toekomstig onderzoek het gebruik ervan bij mensen mogelijk zal maken. "Voortbouwend op eerdere bevindingen en voortbouwend op de wereldwijde inspanningen van een interdisciplinair team van onderzoekers, deze technologie stelt een moderne versie voor van de visie die bijna 40 jaar geleden werd beschreven in de film Fantastic Voyage, waar een miniatuuronderzeeër in het vasculaire netwerk navigeerde om een ​​specifiek deel van de hersenen te bereiken, " zei hoofdonderzoeker Sylvain Martel. In eerder onderzoek, Martel en zijn team waren erin geslaagd de beweging van nanodeeltjes door het lichaam te manipuleren met behulp van de magnetische krachten die worden gegenereerd door magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) -machines.

Om de bloed-hersenbarrière te openen, de magnetische nanodeeltjes worden naar het oppervlak van de bloed-hersenbarrière gestuurd op een gewenste locatie in de hersenen. Hoewel dit niet de techniek was die in dit onderzoek werd gebruikt, de plaatsing zou kunnen worden bereikt met behulp van de hierboven beschreven MRI-technologie. Vervolgens, de onderzoekers genereerden een radiofrequentieveld. De nanodeeltjes reageerden op het radiofrequentieveld door warmte af te voeren, waardoor een mechanische spanning op de barrière ontstond. Dit maakt een tijdelijke en gelokaliseerde opening van de barrière voor diffusie van therapieën in de hersenen mogelijk.

De techniek is in veel opzichten uniek. "Het resultaat is behoorlijk significant omdat we in eerdere experimenten hebben aangetoond dat dezelfde nanodeeltjes ook kunnen worden gebruikt om therapeutische middelen in het vasculaire netwerk te navigeren met behulp van een klinische MRI-scanner, Martel merkte op. "Door de navigatiemogelijkheden te koppelen aan deze nieuwe resultaten, zouden therapieën rechtstreeks op een specifieke plaats van de hersenen kunnen worden afgeleverd, mogelijk de doeltreffendheid van de behandeling aanzienlijk verbeteren, terwijl de systemische circulatie van toxische stoffen die gezonde weefsels en organen aantasten, wordt vermeden, " voegde Carret toe. "Hoewel er andere technieken zijn ontwikkeld voor het afleveren van medicijnen aan de bloed-hersenbarrière, ze openen het ofwel te wijd, de hersenen blootstellen aan grote risico's, of ze zijn niet precies genoeg, wat leidt tot verstrooiing van de medicijnen en mogelijk ongewenste bijwerking, ' zei Martel.

Hoewel er veel hindernissen moeten worden genomen voordat de technologie kan worden gebruikt om mensen te behandelen, het onderzoeksteam is optimistisch. "Hoewel onze huidige resultaten slechts een proof of concept zijn, we zijn op weg om ons doel te bereiken om een ​​lokaal medicijnafgiftemechanisme te ontwikkelen dat in staat zal zijn om oncologische, psychiatrisch, neurologische en neurodegeneratieve aandoeningen, onder anderen, ’ concludeerde Carret.