Шпионские глазные капли для зондирования мозга
В экспериментах на мышах генные зонды позволили ученым Гарвардского университета, работающим под руководством доктора Филипа Лю (Philip Liu), получить МРТ-изображения глиоза – разрастания глии (клеток мозга, заполняющих пространства между нейронами и существляющих защитную, обменную и транспортную функции). Глиоз возникает результате различных повреждений и заболеваний мозга. Этот процесс приводит к формированию фиброзных рубцов, происходящему при таких заболеваниях как болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также являющемуся осложнением опухолей и травм мозга.
Для создания генного зонда ученые прикрепили к используемому при проведении МРТ контрастному агенту, суперпарамагнитным наночастицам окиси железа (superparamagnetic iron oxide nanoparticles, SPION), последовательность ДНК, комплементарную матричной РНК глиально-фибриллярного кислого белка (glial fibrillary acidic protein, GFAP), входящего в состав глиальных клеток. Получившийся зонд протестировали на животных с нарушенным гематоэнцефалическим барьером, регулирующим транспорт различных соединений между кровью и тканями мозга (гематоэнцефалический барьер перестает нормально функционировать при многих неврологических нарушениях, в том числе инсульте, рассеянном склерозе и вирусных инфекциях).
В более ранних работах авторы вводили генные зонды непосредственно в мозг животных. Их последним достижением является замена инъекций глазными каплями. Предположительно наночастицы проникают в мозг по лимфатическим сосудам глаз. В сосудистом русле лимфатическая жидкость смешивается с кровью и, в случаях нарушения гематоэнцефалического барьера, зонды могут перемещаться из глаз в мозг.
После закапывания мышам содержащих наночастицы глазных капель ученые провели МРТ-сканирование головного мозга живых животных и сравнили полученные изображения со срезами тканей (на верхней паре снимков виден процесс глиоза, внизу – мозг здорового животного на снимке и на срезе под микроскопом). Такие изображения являются ценным индикатором повреждений мозга и неврологических нарушений. Регулярное сканирование мозга можно проводить в качестве мониторинга состояния пациента.
Кроме того, проведение таких тестов может повысить эффективность лечения пациентов с мозговыми нарушениями и травмами мозга. С одной стороны, глиоз является полезным механизмом, обеспечивающим изоляцию поврежденных тканей, с другой стороны, он препятствует регенерации мозга.
Поэтому выявление глиоза можно рассматривать как сигнал к введению ингибиторов этого процесса, что обеспечит увеличение периода регенерации ткани. Кроме того, модификации разработанного Лю и коллегами подхода теоретически можно использовать для прицельной доставки лекарственных препаратов в поврежденные регионы мозга.
Специалисты считают, что в теории разработанная концепция имеет очень большой потенциал, однако многие сомневаются в специфичности генных зондов к глиозу, а также в их эффективности при введении людям с различными патологическими состояниями. Для выяснения этих вопросов авторам предстоит провести еще очень большую работу.
Статья Christina H. Liu et al. Noninvasive delivery of gene targeting probes to live brains for transcription MRI опубликована в апрельском номере The FASEB Journal.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам TechnologyReview
08.04.2008