Nuestro cerebro es una fortaleza. Su delicado inside está completamente rodeado por una pared protectora llamada barrera hematoencefálica.
Fiel a su nombre, la barrera separa el contenido en la sangre y el cerebro. Mantiene las bacterias y otros patógenos en la sangre lejos del delicado tejido cerebral, al tiempo que permite que el oxígeno y algunos nutrientes fluyan.
La protección tiene un costo: algunos medicamentos, formados por moléculas grandes, no pueden ingresar al cerebro. Estos incluyen anticuerpos que bloquean la formación de grupos de proteínas en la enfermedad de Alzheimer, inmunoterapias que destruir tumores cerebrales mortalesy enzimas faltantes que podrían rescatar enfermedades de desarrollo hereditarias.
Durante décadas, los científicos han tratado de pasar de contrabando estas drogas más grandes en el cerebro sin dañar la barrera. Ahora, gracias a una nueva cosecha de transbordadores moleculares, están al borde del éxito. Un contendiente superior se basa en transferirrinauna proteína que suministra hierro al cerebro, un elemento necesario para innumerables reacciones químicas críticas para garantizar una función cerebral saludable.
Aunque todavía está en su infancia, el transbordador ya ha cambiado vidas. Un ejemplo es el síndrome de Hunter, una enfermedad genética rara e incurable en la que las células cerebrales carecen de una enzima essential. Los niños con el síndrome comienzan a perder su idioma, audición y movimiento como jóvenes niños pequeños. En casos severos, sus vidas se interrumpen trágicamente en 10 a 20 años de edad.
Resultados tempranos En los ensayos clínicos que usan la transferencia de transferencia se muestran prometedores. Después de entregar la enzima faltante en el cerebro de niños y adultos con síndrome de cazadores con un disparo en una vena, los pacientes recuperaron gradualmente su capacidad de hablar, caminar y correr. Sin el servicio de transporte, la enzima es demasiado grande para pasar por la barrera hematoencefálica.
Si el lanzadera pasa más pruebas de seguridad y se puede adaptar para diferentes carga, podría transferir una amplia gama de grandes bioterapias, incluidas las terapias genéticas, directamente en el cerebro con un jab easy en el brazo. Desde cáncer hasta trastornos neurodegenerativos y otras enfermedades cerebrales comunes como el accidente cerebrovascular, abriría un nuevo mundo de posibilidades terapéuticas.
Enganchar un paseo
A menudo hablamos del cuerpo y el cerebro como entidades separadas. En cierto modo, lo son. La barrera hematoencefálica, una lámina de células bien tejida que recubre los vasos en todo el cerebro, regula qué moléculas pueden ingresar. Las células se construyen como una pared de ladrillo: las moléculas que las mantienen juntas se llaman literalmente “uniones apretadas”.
Pero no son impenetrables. Pequeñas moléculas, como el oxígeno y la cafeína, pueden pasar la barrera, dándonos ese golpe de energía de la mañana con una buena taza de café. Una vez dentro del cerebro, estas moléculas pueden propagarse fácilmente por todo el órgano para alimentar los tejidos hambrientos de energía. Otras moléculas, como la glucosa (azúcar) o el hierro, requieren “transportadores” especiales de proteínas salpicadas a lo largo de las superficies de las células de barrera para ingresar.
Los transportadores son muy específicos sobre su carga y, por lo basic, solo pueden obtener un tipo de molécula. Una vez cargado, las proteínas tiran de la molécula al inside de las células de barrera formando una burbuja grasa a su alrededor, como una nave espacial. El barco se desplaza por la barrera, con carga protegida por dentro, y libera su contenido en el cerebro. En otras palabras, es posible abrir temporalmente la barrera y transportar moléculas más grandes desde la sangre al cerebro.
Algunas concepts inteligentes ya se están probando.
Uno de estos está inspirado en virus que infectan naturalmente al cerebro, como el VIH. Después de examinar la secuencia de proteínas del VIH, los científicos encontraron una sección corta y segura llamada TAT que ayuda al túnel del virus a través de la barrera. Usando la secuenciación de proteínas, pueden etiquetar físicamente péptidos pequeños (solo una docena de “letras” de proteínas de largo) a la transmisión TAT. Los ensayos clínicos ya están en marcha utilizando el sistema Para reducir el daño de la carrera con solo una inyección. Pero el pequeño portador lucha con proteínas más grandes como anticuerpos o enzimas.
Más recientemente, los científicos tomaron una pista de los mecanismos de transporte ya incrustados en la barrera, es decir, por qué y cómo permite algunas proteínas más grandes. La concept provenía de los ensayos para la enfermedad de Alzheimer. Romper los grupos de proteínas característicos de la enfermedad con anticuerpos ha demostrado ser prometedor para desacelerar los síntomas, pero son difíciles de administrar al cerebro con un disparo intravenoso.
En la mayoría de los casos, más o menos 0.1 por ciento del tratamiento en realidad penetra en el cerebro, lo que significa que se necesitan dosis mucho más altas, agregando gastos y aumentando el riesgo de efectos secundarios. Los anticuerpos también se apiñan alrededor de los vasos sanguíneos dentro del cerebro en lugar de moverse más profundamente.
Lanzadera de hierro
Un transportador, en explicit, atrapó los ojos de los científicos: la transferir. Esta gran proteína, presenta un trébol de cuatro hojas, captura el hierro en la sangre y luego se une a la barrera. El “vástago” de Transferrin actúa como un faro, que le cube a la barrera que la carga es segura para ser transportada al cerebro. Las células de barrera encapsulan la transferrina para el viaje y la liberan en el otro lado.
En lugar de tratar de diseñar toda la proteína, los científicos sintetizaron solo su tallo, la parte más importante, que luego se puede conectar a casi cualquier carga grande. Múltiples estudios Descubrí que el lanzadera es relativamente seguro y no pone en peligro el procesamiento regular de hierro en el cerebro. Cargas conservó su función Después del viaje y una vez dentro del cerebro.
A través de la división
Los transbordadores basados en transferrin se están investigando para una amplia gama de trastornos cerebrales.
En el síndrome de Hunter, un transporte que lleva una enzima faltante tiene Se muestra el éxito temprano. La terapia es efectiva, en parte, porque los transbordadores terminan dentro de las fábricas de desechos de una célula o lisosomas. Estas bolsas llenas de ácido son puntos de estacionamiento naturales para el transbordador y su carga, también están donde la enzima debe ir, lo que hace que la condición sea un caso de uso perfecto.
Los científicos también están mirando otros trastornos cerebrales como la enfermedad de Alzheimer, en los que los grupos tóxicos de una proteína llamado beta amiloide acumulando gradualmente dentro del cerebro. Un lanzadera podría aumentar el número de anticuerpos terapéuticos que acceden al cerebro, lo que hace que la terapia sea más eficiente. Otros equipos están probando el método como forma de transportar anticuerpos que destruyen el cáncer que se dirigen al cáncer cerebral derivado del cáncer de mama metástasis.
Todavía son los primeros días para estos transbordadores cerebrales, pero se están realizando esfuerzos para diseñar otros transportadores de barrera hematoencefálica en portadores también. Estos tienen diferentes propiedades en comparación con las basadas en transferrina. Algunos liberan su carga más lentamentepor ejemplo, haciéndolos potencialmente útiles para drogas de liberación lenta con efectos terapéuticos más largos.
Trastles que pueden transportar terapias genéticas o editores de genes También podría cambiar la forma en que tratamos enfermedades neurológicas hereditarias. Transboros a base de transferencia ya han llevado oligonucleótidos antisentido, moléculas que bloquean la función del gen, en el cerebro de los ratones y los monos macacos y Componentes CRISPR funcionales entregados en ratones.
Con modelos de IA cada vez más potentes que pueden predecir y soñar secuencias de proteínas, los investigadores podrían desarrollar transbordadores de proteínas más eficientes basados en los naturales, ampliando de manera interna lo que es posible para tratar las enfermedades cerebrales.
