Искусственные бактерии помогли лекарству проникнуть из носа в мозг
Исследователи из Национального университета Сингапура сообщили о преодолении гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) с помощью модифицированной Lactobacillus plantarum. В экспериментах, детали которых приведены в Cell, мыши получали таким способом лептин.
Только секретируемые молекулы гормона попали в мозг. Сконструированная бактерия-комменсал оставалась в носовом проходе, где высвобождала свою терапевтическую нагрузку, которая затем распространялась по обонятельным нервам к цели.
Лечение множества неврологических и психических заболеваний сталкивается с неприступной крепостью ГЭБ, который надежно защищает мозг от большинства чужеродных веществ. Интраназальный способ приема в полной мере проблему не решает — лекарство быстрей выводится, нежели воздействует.
Ученые решили воспользоваться высоким сродством L. Plantarum к клеткам обонятельного эпителия и выбрали его в роли вектора доставки. Гены бактерии отредактировали для экспрессии и секреции таких веществ, как лептин, альфа-меланоцитстимулирующий гормон и нейротрофический фактор мозга BDNF.
Эксперименты проводили in vitro с использованием монослоев носовых клеток и in vivo на самцах мышей в возрасте от 6 до 8 недель. Интраназальное введение флуоресцентно меченых бактерий позволило визуализировать их локализацию.
Как и ожидалось, сконструированные бактерии локализовались конкретно в обонятельном эпителии и высвобождали свои полезные вещества в соседние области мозга. Мыши на диете с высоким содержанием жиров и гормон-секретирующими бактериями в носу показали снижение набора веса, меньшее потребление пищи, улучшение толерантности к глюкозе и уменьшение отложения жировой ткани по сравнению с контрольными группами.
Результаты также показали, что лептин, секретируемый бактериями, сохраняется в обонятельном эпителии дольше, чем рекомбинантный лептин, вводимый интраназально.
Метод признали эффективным для доставки лекарств в мозг. И хотя его проверили только в отношении гормонов, регулирующих аппетит, он, вероятно, может быть адаптирован для лечения неврологических состояний, таких как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и рак мозга.
Дальнейшие исследования будут также сосредоточены на оптимизации дозировки и долгосрочной оценке безопасности метода.
