Aivot ovat ihmiskehon monimutkaisin ja elintärkein elin, joka on vastuussa ajatusten, tunteiden, muistojen ja käyttäytymisen hallinnasta. Aivot ovat kuitenkin myös alttiita erilaisille sairauksille ja häiriöille, kuten Alzheimerin, Parkinsonin, aivokasvainten, aivohalvausten ja muille. Nämä tilat voivat heikentää aivojen toimintaa ja vaikuttaa miljoonien ihmisten elämänlaatuun.
Yksi suurimmista haasteista kehitettäessä tehokkaita aivosairauksien hoitoja on veri-aivoeste (BBB), suojaava solukerros, joka ympäröi aivoja ja estää haitallisten aineiden pääsyn sisään. BBB on välttämätön aivojen homeostaasin ylläpitämiseksi ja infektioiden estämiseksi, mutta se myös estää useimpien lääkkeiden, erityisesti suurten molekyylien, kuten biologisten aineiden, pääsyn aivoihin.
Biologiset aineet ovat luokka lääkkeitä, jotka ovat peräisin elävistä organismeista, kuten vasta-aineista, entsyymeistä, hormoneista ja kasvutekijöistä. Niillä on monia etuja verrattuna tavanomaisiin pienimolekyylisiin lääkkeisiin, kuten korkea spesifisyys, teho ja turvallisuus. Biologiat ovat kuitenkin myös suuria, hydrofiilisiä ja epävakaita, mikä tekee niistä vaikeaksi ylittää BBB:n passiivisen diffuusion tai aktiivisen kuljetuksen avulla.
Onneksi tutkijat ovat löytäneet joitakin mahdollisia tapoja voittaa BBB ja toimittaa biologisia aineita aivoihin hyödyntämällä luonnollisia mekanismeja, joita aivot käyttävät kuljettamaan ravinteita ja signaaleja. Nämä mekanismit sisältävät reseptoreita, jotka ilmentyvät BBB-endoteelisolujen pinnalla ja jotka voivat välittää ligandien endosytoosia ja transsytoosia. Kiinnittämällä biologisia aineita näihin ligandeihin tai kehittämällä vasta-aineita tai peptidejä, jotka voivat sitoutua näihin reseptoreihin, biologiset aineet voidaan kuljettaa BBB:n läpi ja saavuttaa aivot.
Jotkut reseptoreista, joita on tutkittu biologisten aineiden toimittamiseksi, ovat:
Transferriinireseptori (TfR: TfR on reseptori, joka sitoutuu transferriiniin, proteiiniin, joka kuljettaa rautaa veressä. TfR ilmentyy voimakkaasti BBB-endoteelisoluissa ja voi sisältyä ja transsytoosia transferriiniä. Biologiset aineet voidaan konjugoida transferriiniin tai anti--TfR-entsyymi-vasta-aineisiin päästääkseen aivoihin esimerkiksi tämän refR-reitin kautta. JR-141 on hyväksytty tyypin II mukopolysakkaridoosin hoitoon, joka on harvinainen geneettinen sairaus, joka vaikuttaa aivoihin ja muihin elimiin.
Insuliinireseptori (IR) IR on reseptori, joka sitoutuu insuliiniin, verensokeritasoja säätelevään hormoniin. IR ilmentyy myös BBB-endoteelisoluissa ja voi sisäistää ja transsytoosia insuliinia. Biologiset aineet voidaan konjugoida insuliiniin tai anti-IR-vasta-aineisiin päästäkseen aivoihin tätä reittiä pitkin. Esimerkiksi tutkijat ovat käyttäneet anti--IR-vasta-aineita toimittamaan aivoista peräisin olevaa neurotrofista tekijää (BDNF), proteiinia, joka edistää hermosolujen selviytymistä ja toimintaa, apinoiden aivoihin.
Low density lipoprotein reseptori (LDLR): LDLR on reseptori, joka sitoutuu matalatiheyksisiin lipoproteiineihin (LDL), eräänlaiseen lipoproteiiniin, joka kuljettaa kolesterolia veressä. LDLR on levinnyt laajalti maksaan, valtimon seinämään, lisämunuaisen kuoreen ja muihin kudoksiin sekä BBB-endoteelisoluihin. LDLR voi sisäistää ja transsytoosia LDL:ää ja muita ApoB100:ta tai ApoE:tä sisältäviä lipoproteiineja, kuten VLDL:ää ja -VLDL:ää. Biologiset aineet voidaan upottaa liposomeihin tai nanopartikkeleihin, jotka sisältävät näitä apolipoproteiineja, tai konjugoida peptideihin, jotka voivat sitoutua LDLR:ään, jotta ne pääsevät aivoihin tätä reittiä pitkin. Esimerkiksi tutkijat ovat käyttäneet LDLR{6}}sitovia peptidejä paklitakselinanohiukkasten, kemoterapialääkkeen, kuljettamiseen glioblastoomaa, eräänlaista aivosyöpää sairastavien hiirten aivoihin.
Nämä ovat vain muutamia esimerkkejä reseptoreista, joita voidaan käyttää biologisten aineiden toimittamiseen aivoihin. On monia muitakin reseptoreita, joita on tutkittu tai joita tutkitaan, kuten leptiinireseptori, kehittyneiden glykaation lopputuotteiden reseptori, scavenger-reseptori ja matalatiheyksiseen lipoproteiinireseptoriin liittyvä proteiini 1. Jokaisella näistä reseptoreista on omat etunsa ja haittansa, kuten spesifisyys, affiniteetti, ilmentymistaso ja turvallisuus. Siksi optimaalinen reseptorin valinta riippuu biologisen aineen tyypistä, koosta ja kohteesta sekä sairaudesta ja potilaan ominaisuuksista.
Biologian toimittaminen aivoihin on lupaava ja haastava tutkimusala, joka voi avata uusia mahdollisuuksia aivosairauksien hoitoon. On kuitenkin vielä voitettava monia esteitä ja epävarmuustekijöitä, kuten biologisten aineiden optimaalinen suunnittelu, formulointi ja anto, biologisten aineiden ja reseptori{1}}välitteisen kuljetuksen mahdolliset sivuvaikutukset ja toksisuus, eettiset ja sääntelykysymykset sekä biologisten aineiden tuotannon ja toimituksen kustannukset ja toteutettavuus.
Olemme Prisys Biotechnologyssa sitoutuneet kehittämään innovatiivisia ja tehokkaita biologisia aineita aivosairauksien hoitoon käyttämällä uusinta-teknologiaa ja tarkkoja tieteellisiä menetelmiä. Meillä on joukko biotekniikan, farmakologian, toksikologian, neurotieteen ja kliinisen tutkimuksen asiantuntijoita, jotka työskentelevät yhdessä voittaakseen biologisten aineiden aivoihin toimittamisen haasteet. Teemme myös yhteistyötä akateemisten laitosten, alan kumppaneiden ja sääntelyvirastojen kanssa varmistaaksemme biologisten lääkkeidemme laadun, turvallisuuden ja tehokkuuden. Visiomme on parantaa miljoonien aivosairauksista kärsivien ihmisten elämää tarjoamalla heille uusia ja yksilöllisiä biologisia hoitoja.
