Cette image montre l'imagerie en temps réel de nanoparticules (vertes) enrobées de polyéthylène-glycol (PEG), un hydrophile, polymère non toxique, qui pénètrent dans un cerveau de rongeur normal. Sans le revêtement PEG, chargé négativement, les particules hydrophobes (rouges) de taille similaire ne pénètrent pas. Crédit :Elizabeth Nance, Graeme Woodworth, Kurt marin
(Phys.org) - Une nouvelle étude américaine a trouvé un moyen de permettre à des nanoparticules plus grosses qu'auparavant de pénétrer dans les tissus cérébraux, qui peut fournir un nouveau moyen d'administrer des médicaments thérapeutiques aux tissus cérébraux pour le traitement ciblé d'affections telles que les tumeurs cérébrales et les accidents vasculaires cérébraux.
Un problème rencontré lorsque les scientifiques ont tenté d'introduire des nanoparticules dans le cerveau est que l'espace entre les cellules du cerveau est collant et trop difficile à traverser pour les nanoparticules de plus de 64 nanomètres (nm) de diamètre. Cela limite l'utilisation de la plupart des systèmes d'administration de médicaments à base de nanoparticules, car les particules plus grosses nécessaires ne peuvent pas pénétrer efficacement dans le cerveau.
Des chercheurs de la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins à Baltimore, dirigé par Elizabeth Nance et Justin Hanes du Département d'ophtalmologie de l'Université, ont expérimenté des nanoparticules de différentes tailles et revêtements pour essayer de trouver un moyen de permettre à des particules plus grosses de se diffuser dans le cerveau.
Le problème, Hanes a dit, est que le liquide cérébral extracellulaire est « très collant, " avec des qualités adhésives similaires au mucus, et cela empêche la propagation des particules de plus de 64 nm de diamètre. La solution trouvée par le groupe consistait à enrober de manière dense les particules de polyéthylène glycol (PEG). Ils ont découvert que lorsqu'ils sont enduits, des nanoparticules aussi grandes que 114 nm pourraient se diffuser dans de nouveaux cerveaux humains ex-vivo. L'équipe a confirmé les résultats avec des particules jusqu'à 100 nm dans le cerveau de souris vivantes et des cerveaux de rats disséqués.
Cette image montre l'imagerie en temps réel de nanoparticules (vertes) recouvertes de poly(éthylène-glycol) (PEG), un hydrophile, polymère non toxique, montrer la propagation dans un cerveau de rongeur normal. Ces particules peuvent se déplacer à travers des canaux et des régions entre les cellules du cerveau, indiqué par des taches circulaires sombres dans l'image. Des nanoparticules de taille beaucoup plus grande (rouge), également revêtu de PEG, sont entravés stériquement par les cellules et les composants de l'espace extracellulaire du cerveau, et ne pas pénétrer loin du site d'injection. Crédit :Elizabeth Nance, Graeme Woodworth, Kurt marin
Le polyéthylène glycol est un polymère à faible toxicité avec un large éventail d'utilisations, y compris comme dispersant dans les dentifrices et les crèmes pour la peau, et comme agent anti-mousse dans les aliments. En tant que revêtement pour les nanoparticules, le PEG agit comme un bouclier contre les interactions hydrophobes et électrostatiques avec les tissus et empêche les particules de coller aux cellules du cerveau. À des diamètres supérieurs à 114 nm, les particules commencent à adhérer, mais le Dr Hanes pense que la taille limite pourrait atteindre 200 nm.
Les conclusions de l'étude, Publié dans Science Médecine translationnelle , peut trouver une application dans l'administration plus efficace de médicaments aux tissus cérébraux pour traiter des affections telles que les tumeurs cérébrales, accidents vasculaires cérébraux et inflammation du cerveau, mais les chercheurs disent que davantage de recherches sont nécessaires sur les éventuels effets secondaires indésirables ou la toxicité des nanoparticules chargées de médicaments avant que les essais cliniques ne puissent commencer.
© 2012 Phys.org
