Venom atraviesa la barrera hematoencefálica y administra medicamentos
Crédito: Pixabay/CC0 Public Domain
La barrera hematoencefálica es un protector esencial y meticuloso del cuerpo humano. Este guardián altamente selectivo de células endoteliales entrelazadas forma uniones estrechas, protegiendo a las células cerebrales vulnerables de las toxinas en el torrente sanguíneo. Sin embargo, esto también significa que la BBB impide que muchos compuestos ingresen al cerebro, lo que dificulta la administración de medicamentos a través del torrente sanguíneo.
Para solucionar este problema, los investigadores de la Universidad Johns Hopkins están probando la melitina, el principal compuesto proteico del veneno de abeja, para desbloquear estas uniones estrechas y permitir la administración de fármacos al cerebro.
«Nuestros primeros resultados indican que la melitina puede alterar la integridad de la barrera hematoencefálica al abrir de forma reversible las uniones celulares», dijo Peter Searson, miembro principal del Instituto de NanoBioTecnología y profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. «Esto proporciona un enfoque novedoso para administrar fármacos en el cerebro, en particular, terapias grandes como anticuerpos y nanopartículas».
Los resultados del estudio se publicaron en Biomaterials.
Para explorar el uso de la melitina, Searson se unió a fuerzas con grupos de investigación dirigidos por Kalina Hristova, miembro principal del INBT y profesora de ciencia e ingeniería de materiales, y Piotr Walczak de la Facultad de medicina de la Universidad de Maryland.
El equipo probó primero la melitina en un tejido diseñado Modelo BBB desarrollado por Raleigh Linville, ex ingeniero biomédico Ph.D. estudiante que ahora es asociado posdoctoral en el MIT. Identificaron los efectos y mecanismos de las interrupciones de las uniones en diferentes dosis de melitina. Crítico para el estudio fue identificar dosis que no fueran tóxicas para las neuronas y permitieran la interrupción reversible de las uniones estrechas. Luego aplicaron sus hallazgos en un modelo de ratón utilizando imágenes de resonancia magnética en tiempo real para mostrar la apertura reversible y segura de la BHE.
La melitina es un péptido activo de membrana, o MAP, ampliamente estudiado que interactúa con las membranas celulares. . Los investigadores están interesados en la melitina y otros MAP del veneno animal debido a sus posibles aplicaciones terapéuticas, particularmente para enfoques contra el cáncer, ya que las altas concentraciones de melitina pueden ser tóxicas para las células cancerosas. Curiosamente, dada su composición química de aminoácidos cortos, los MAP brindan a los ingenieros espacio para modificar y optimizar su diseño para aplicaciones específicas.
«Hay mucha personalización con los MAP, por lo que tenemos mucho espacio de diseño para explorar. Esperamos optimizar aún más el diseño de péptidos con propiedades bioquímicas específicas que pueden permitir la apertura segura y reversible de la barrera hematoencefálica», dijo Linville.
Los investigadores ahora miran hacia el desarrollo de esta tecnología. Esperan probar dosis óptimas en modelos más grandes, ya que el tamaño del cerebro y el volumen de sangre difieren entre los cerebros humanos y de ratones. Además, esperan aplicar este enfoque en un modelo de ratón enfermo para demostrar el beneficio terapéutico. Por último, dados los enfoques interdisciplinarios utilizados, estos estudios esperan mejorar la relevancia del modelo BBB de ingeniería tisular para predecir mejor los resultados en ratones y, finalmente, en pacientes humanos.
«La melitina se ha estudiado durante muchas décadas. Los investigadores han creído durante mucho tiempo que la melitina puede ser útil para la administración de fármacos, y el trabajo actual reivindica esta creencia», dijo Hristova.
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El veneno de abeja puede ayudar a tratar el eczema Más información: Raleigh M. Linville et al, Apertura reversible de la barrera hematoencefálica utilizando el péptido activo de membrana melitina in vitro e in vivo, Biomateriales (2021). DOI: 10.1016/j.biomaterials.2021.120942 Información del diario: Biomaterials
Proporcionado por la Universidad Johns Hopkins Cita: El veneno atraviesa la barrera hematoencefálica y administra medicamentos ( 2021, 6 de diciembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-venom-beeline-blood-brain-barrier.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.