Een Japans onderzoeksteam heeft een cyclisch peptide (een keten van circulair gebonden aminozuren) ontwikkeld die de penetratie van de bloed-hersenbarrière (BBB) ​​verbetert. Door het cyclische peptide aan het oppervlak van nanodeeltjes te hechten, onderzoek en ontwikkeling van nieuwe medicijn-nanodragers voor medicijnafgifte aan de hersenen wordt mogelijk.

In tegenstelling tot de bloedcirculatie naar de perifere organen in het lichaam, de BBB voorkomt verschillende stoffen, waaronder veel medicijnen, van het bloed naar de hersenen gaan. Biofarmaceutica en macromoleculaire geneesmiddelen trekken de aandacht als nieuwe behandelingen voor voorheen onbehandelbare ziekten en voor het verbeteren van de resultaten. Echter, deze geneesmiddelen met een hoog molecuulgewicht kunnen de BBB niet binnendringen. Technologieën die ze aan de hersenen kunnen leveren, zouden aanzienlijke vooruitgang opleveren bij de ontwikkeling van medicijnen die op de hersenen inwerken.

Gericht op het ontwikkelen van technologieën die toepasbaar zijn op verschillende drugs, een onderzoeksteam van Kumamoto University, Japan werkte aan de ontwikkeling van een cyclisch peptide dat de BBB kan binnendringen. In hun zoektocht naar een peptide met de gewenste functie, ze wendden zich tot virussen die fagen worden genoemd. Uit een faagbibliotheek met cyclische peptiden met 10 ⁹ soorten aminozuursequenties, de onderzoekers zochten naar fagen die menselijke BBB-modelcellen konden binnendringen en analyseerden hun sequenties. Aangezien de grootte van een faag (ongeveer 1, 000 nanometer) is groter dan macromoleculaire geneesmiddelen, de wetenschappers verwachtten dat deze cyclische peptiden ook de penetratie van geneesmiddelen in de BBB mogelijk zouden maken.

Van de twee nieuwe cyclische peptiden die ze ontdekten, één bevorderde faagpenetratie, niet alleen in menselijke BBB-modelcellen, maar ook in BBB-modelcellen van apen en ratten. Verder, deze faag kon 60 minuten na intraveneuze injectie in de hersenen van een muis worden gevonden. In aanvullende experimenten, de onderzoekers wijzigden liposomen door het cyclische peptide aan het oppervlak van liposomen toe te voegen, waardoor kunstmatige nanodeeltjes van 150 nanometer werden gecreëerd. Toen dit gemodificeerde liposoom intraveneus in een muis werd geïnjecteerd, het werd 60 minuten later ook in de hersenen gedetecteerd, wat aantoont dat het nieuwe cyclische peptide de penetratie van faag- en liposoomnanodeeltjes door de BBB vergemakkelijkt, waardoor levering in de hersenen mogelijk is.

"Liposomen zijn een nanodrager die verschillende stoffen kan inkapselen. Het liposoom waarvan het oppervlak is gemodificeerd met dit nieuwe cyclische peptide, kan worden gebruikt als een nanodrager om de BBB te omzeilen. Er is een manier geopend om macromoleculaire medicijnen aan de hersenen te leveren, " zei professor Ohtsuki. "We verwachten dat dit onderzoek aanzienlijk zal bijdragen aan de ontwikkeling van geneesmiddelen voor ziekten van het centrale zenuwstelsel, inclusief de ziekte van Alzheimer."