J Control Release. 2022 Aug:348:34-41. doi: 10.1016/j.jconrel.2022.05.042. Epub 2022 Jun 1.
Fokussierter Ultraschall/Mikrobläschen-unterstützte BBB-Öffnung verbessert LNP-vermittelte mRNA-Abgabe an das Gehirn
Abstrakt
Die Verwendung von Messenger-RNA (mRNA) als Arzneimittel ist aufgrund der Fortschritte in der mRNA-Verabreichungstechnologie, insbesondere mit Lipid-Nanopartikeln (LNP), zu einem neuen therapeutischen Ansatz geworden. In mRNA eingekapseltes LNP (mRNA-LNP) kann jedoch die Blut-Hirn-Schranke (BHS) nicht spontan überwinden, was die Expression von Fremdproteinen im Gehirn verhindert. Die Öffnung der BHS mittels mikrobläschenunterstütztem fokussiertem Ultraschall (FUS) ist eine neue Technologie, die die Durchlässigkeit der BHS vorübergehend verbessern kann. In dieser Studie wurde die FUS-/Mikrobläschen-unterstützte Öffnung der BHS für die intravenöse Verabreichung von mRNA-LNP ins Gehirn untersucht. Die Intensität der FUS-Bestrahlung wurde auf 1,5 kW/cm2 optimiert, bei der die BHS effizient und ohne Blutungen oder Ödeme geöffnet wurde. Die Expression exogener Proteine (Luciferase) durch mRNA-LNP, insbesondere auf der FUS-bestrahlten Seite des Gehirns, trat nur bei Anwendung von FUS und Mikrobläschen auf. Diese exogene Proteinexpression war schneller, aber kürzer als die Plasmid-DNA-Expression. Darüber hinaus wurde die Expression fremder Proteine in Mikroglia sowie CD31-positiven Endothelzellen beobachtet, während in Astrozyten und Neuronen keine Expression beobachtet wurde. Diese Ergebnisse stützen die Aufnahme von mRNA-LNP in die Reihe der durch BBB-Öffnung freigesetzten Nanopartikel.
Schlüsselwörter: Blut-Hirn-Schranke (BBB); Fokussierter Ultraschall (FUS); Lipid-Nanopartikel (LNP); Messenger-RNA (mRNA); Mikrobläschen.
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