Un groupe de recherche de l'Université de Kumamoto a collecté des phages qui pénètrent dans les cellules modèles de la barrière hémato-encéphalique humaine et a analysé la séquence d'acides aminés des peptides sur les phages pénétrants. Crédit :Professeur Sumio Ohtsuki
Une équipe de recherche japonaise a développé un peptide cyclique (une chaîne d'acides aminés liés circulairement) qui améliore la pénétration de la barrière hémato-encéphalique (BHE). En fixant le peptide cyclique à la surface des nanoparticules, la recherche et le développement de nouveaux nanotransporteurs de médicaments pour l'administration de médicaments au cerveau deviennent possibles.
Contrairement à la circulation sanguine vers les organes périphériques du corps, le BBB prévient diverses substances, y compris de nombreux médicaments, de passer du sang au cerveau. Les produits biopharmaceutiques et les médicaments macromoléculaires attirent l'attention en tant que nouveaux traitements pour des maladies auparavant incurables et pour améliorer les résultats. Cependant, ces médicaments de poids moléculaire élevé sont incapables de pénétrer dans la BHE. Les technologies capables de les livrer au cerveau apporteraient des progrès significatifs dans le développement de médicaments agissant sur le cerveau.
Visant à développer des technologies applicables à divers médicaments, une équipe de recherche de l'Université de Kumamoto, Le Japon a travaillé au développement d'un peptide cyclique capable de pénétrer la BHE. Dans leur recherche pour trouver un peptide avec la fonction désirée, ils se sont tournés vers des virus appelés phages. À partir d'une bibliothèque de phages répertoriant les peptides cycliques avec 10 9 types de séquences d'acides aminés, les chercheurs ont recherché des phages capables de pénétrer dans les cellules modèles de la BHE humaine et ont analysé leurs séquences. Puisque la taille d'un phage (environ 1, 000 nanomètres) est plus grand que les médicaments macromoléculaires, les scientifiques s'attendaient à ce que ces peptides cycliques permettent également la pénétration du médicament dans la BHE.
(À gauche) Les phages avec le nouveau peptide cyclique ont été injectés par voie intraveineuse à une souris. Soixante minutes plus tard, le cerveau a été analysé et des phages ont été détectés dans le cerveau. Crédit :Professeur Sumio Ohtsuki
Parmi les deux nouveaux peptides cycliques qu'ils ont découverts, l'un a favorisé la pénétration des phages non seulement dans les cellules modèles BBB humaines mais également dans les cellules modèles BBB de singe et de rat. Par ailleurs, ce phage a pu être trouvé dans le cerveau d'une souris 60 minutes après l'injection intraveineuse. Dans des expériences supplémentaires, les chercheurs ont modifié les liposomes en ajoutant le peptide cyclique à la surface des liposomes, créant ainsi des nanoparticules artificielles de 150 nanomètres. Lorsque ce liposome modifié a été injecté par voie intraveineuse à une souris, il a également été détecté dans le cerveau 60 minutes plus tard, montrant que le nouveau peptide cyclique facilite la pénétration des nanoparticules de phages et de liposomes à travers la BHE, ce qui permet leur délivrance dans le cerveau.
La livraison de produits pharmaceutiques par nanocarrier à travers la barrière hémato-encéphalique peut être effectuée à l'aide du peptide cyclique nouvellement découvert. Crédit :Professeur Sumio Ohtsuki
"Les liposomes sont un nanosupport qui peut encapsuler diverses substances. Le liposome dont la surface a été modifiée avec ce nouveau peptide cyclique peut être utilisé comme nanosupport pour contourner la BHE. Un moyen d'administrer des médicaments macromoléculaires au cerveau a été ouvert, " a déclaré le professeur Ohtsuki. " Nous nous attendons à ce que cette recherche contribue de manière significative au développement de médicaments pour les maladies du système nerveux central, dont la maladie d'Alzheimer."
