Nanomateriais oferecem esperança para a paralisia cerebral

Coelhos com lesões cerebrais hop novamente após o tratamento com dendrímeros.

• Amy Maxmen

18 de abril de 2012

Dendrímeros, polímeros artificiais ramificados, entregar drogas terapêuticas para as células do cérebro inflamado.

HYBRID MÉDICO DE ANIMAÇÃO / SPL

Sobre este artigo

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Por aderência drogas para moléculas alvo as células do cérebro desonestos, os investigadores têm aliviado sintomas em coelhos recém-nascidos que são semelhantes aos de paralisia cerebral em crianças. A paralisia cerebral refere-se a um grupo de doenças incuráveis ​​caracterizada pela deficiência na postura, movimento e habilidades sensoriais.

Em geral, os medicamentos tendem a actuar amplamente, em vez de conjuntos de certa influência de células no cérebro. "Você não espera grandes moléculas para entrar no cérebro, e se o fizerem, você não espera deles para atingir células específicas, e imediatamente agir terapeuticamente - mas tudo isso aconteceu", diz o co-autor Rangaramanujam Kannan, um engenheiro químico da Universidade Johns Hopkins School of Medicine, em Baltimore, Maryland. O artigo é publicado hoje na Science Translational Medicine ¹ .

De acordo com os Centros dos EUA para Controle e Prevenção de Doenças, aproximadamente 1 em 303 crianças tem paralisia cerebral por 8 anos de idade, que geralmente resulta de danos neurológicos no útero, causada, por exemplo, uma torção do cordão umbilical que brevemente dimishes o "feto oxigênio, ou infecção materna. Essas lesões levam à ativação de células imunológicas no cérebro chamado microglia e astrócitos, que causar mais inflamação e agravar a lesão.

Acalmando as células é difícil, porque os anti-inflamatórios não atravessam facilmente a barreira sangue-cérebro. E aqueles que tendem a se difundir inespecífica.

"O que é surpreendente aqui é que os autores dirigir a droga diretamente para o microglia", diz Mike Johnston, um neurologista pediátrico no Instituto Kennedy Krieger, em Baltimore.

A causa da atracção dos dendrímeros às células imunes é desconhecido. Don Tomalia, diretor do Centro Nacional de Nanotecnologia dendrímero em Mt. Pleasant, Michigan, que inventou dendrímeros em 1979, diz: "É um mistério a respeito de porque estes dendrímeros intrinsecamente alvo microglia e astrócitos inflamadas, mas é brilhante que isso aconteça."A equipe afixada uma droga anti-inflamatória, N -acetil-L-cisteína (NAC), para sintético, em forma de floco de neve moléculas chamadas dendrímeros, e injectada nos conjugados para a corrente sanguínea de coelhos recém-nascidos com cérebros experimentalmente feridas. Os dendrímeros transportado a droga através da barreira hemato-encefálica e lançou-o diretamente na microglia ativada e astrócitos, parando mais inflamação e melhorar a função motora. Coelhos determinado controle NAC, sozinha, perdeu as células cerebrais adicionais e tropeçou em seus saltos.

Domar a inflamação do cérebro com drogas direcionadas gostaria de acrescentar uma alternativa extremamente necessário que os tratamentos atuais para bebês nascidos em risco de paralisia cerebral. No momento, os recém-nascidos com sinais de uma lesão cerebral, tais como crises ou problemas de respiração ou alimentação - muitas vezes são mantidos com uma temperatura corporal reduzida de 33,5 ° C durante três dias, o que reduz suas chances de desenvolver a doença em 40%, diz Johnston.

Sujatha Kannan, um pediatra na Universidade Johns Hopkins School of Medicine e um dos autores do estudo, acrescenta que a nova abordagem pode ser combinada com outro tratamento potencial para a paralisia cerebral - a terapia com células-tronco para reconstruir o tecido nervoso danificado. "Sentimos que a melhor abordagem seria a de suprimir a inflamação em curso, e depois adicionar em terapia regenerativa com células-tronco", diz ela.

Além disso, porque os investigadores descobriram recentemente que microglia têm um papel em outras doenças neurológicas, tais como esclerose múltipla e doença de Alzheimer ² , a descoberta pode ser aplicada noutros contextos. Já, dendrímeros estão a ser utilizados em estudos sobre o tratamento de doenças que variam de herpes genital ao cancro. "As pessoas nos disseram não se incomodar com esta experiência porque ninguém pensou que poderia liberar drogas diretamente em células do sistema imune no cérebro", diz Kannan, que relataram anteriormente que dendrímeros injetadas nos olhos de ratos alvo microglia ³ . "Mas de alguma forma", ele diz que "estas dendrímeros são especiais."

Estudo oferece pista de por que o álcool é viciante

Os cientistas da UCSF Gallo Mostrar que o consumo libera endorfinas cerebrais

Por Jennifer O'Brien em 11 de janeiro de 2012

Nucleus accumbens, mão desenhada em vermelho no exame do cérebro MRI (esquerda) de um sujeito controle, produz sensações de prazer. Quando carfentanil, um opiáceo, como drogas, foi dado, ele liga aos receptores opiáceos na região, como visto em vermelho no PET scan (direita). Quando os indivíduos bebiam álcool, que ocorre naturalmente opióides ou endorfinas, foram liberados e vinculados aos mesmos receptores, impedindo cartenefil de ligação. Image by Science / AAAS

Beber álcool leva à liberação de endorfinas em áreas do cérebro que produzem sentimentos de prazer e recompensa, de acordo com um estudo conduzido por pesquisadores da Clínica Ernest Gallo e do Centro de Pesquisa da Universidade da Califórnia, San Francisco (UCSF). 

A descoberta marca a primeira vez que liberação de endorfina no núcleo accumbens e córtex orbitofrontal, em resposta ao consumo de álcool tem sido observado diretamente em seres humanos.

As endorfinas são pequenas proteínas com opiáceos efeitos semelhantes que são produzidos naturalmente no cérebro.

"Isso é algo que temos especulado sobre por 30 anos, com base em estudos com animais, mas não observado em seres humanos até agora", disse o autor Jennifer Mitchell , PhD, diretor do projeto clínico no Centro de Gallo e professor assistente adjunto de neurologia em UCSF. "Ele fornece a primeira evidência direta de como o álcool faz as pessoas se sentir bem."

Howard L. Campos, MD, PhD e Jennifer Mitchell, PhD

A descoberta das localizações precisas no cérebro onde endorfinas são liberadas fornece um possível alvo para o desenvolvimento de drogas mais eficazes para o tratamento do abuso de álcool, disse o autor sêniorHoward L. Campos , MD, PhD, professor de neurologia e cadeira dotada em Farmacologia da Dependência em Neurologia pela UCSF e diretor de pesquisa clínica humana no Centro de Gallo.

O estudo foi publicado em 11 de janeiro de 2012, na Science Translational Medicine .

Os pesquisadores usaram tomografia por emissão de pósitrons, ou PET, para observar os efeitos imediatos do álcool no cérebro de 13 bebedores pesados ​​e 12 correspondentes "controle" assuntos que não eram bebedores pesados.

Em todos os assuntos, consumo de álcool levou a uma liberação de endorfinas. E, em todos os assuntos, os mais endorfinas liberada no núcleo accumbens, maiores são as sensações de prazer relatado por cada bebedouro.

Ressonância magnética e PET scan Imagem

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Além disso, as endorfinas liberadas mais no córtex órbito-frontal, o maior dos sentimentos de intoxicação nos bebedores pesados, mas não nos indivíduos controle.

"Isso indica que os cérebros dos bebedores pesados ​​ou problema são alteradas de forma que os torna mais propensos a encontrar álcool agradável, e pode ser um indício de como a bebida problema desenvolve-se em primeiro lugar", disse Mitchell. "Essa maior sensação de recompensa pode causar-lhes a beber demais."

Os resultados sugerem possível abordagem para tratar o abuso de álcool

Antes de beber, os indivíduos receberam injeções de carfentanil radioativamente marcada, uma droga opióide, como que se liga seletivamente a zonas do cérebro chamados receptores opióides, onde endorfinas também se ligam. Como o carfentanil radioativo foi amarrado e emitiam radiação, os receptores "iluminado" em imagens de PET, permitindo aos pesquisadores mapear suas localizações exatas.

Os sujeitos foram então cada dado uma bebida de álcool, seguido por uma segunda injecção de carfentanil radioactivos, e digitalizados novamente com imagem PET. Como as endorfinas naturais liberados pela bebida foram vinculados aos sítios receptores opióides, que impediu a carfentanil de ser ligado. Ao comparar áreas de radioatividade nas imagens PET primeiro e segundo, os pesquisadores foram capazes de mapear os locais exatos - áreas de baixa radioatividade - onde endorfinas foram liberadas em resposta ao consumo de álcool.

Os pesquisadores descobriram que as endorfinas liberadas em resposta para vincular a beber a um tipo específico de receptor opióide, o receptor mu.

Este resultado sugere uma possível abordagem para melhorar a eficácia do tratamento para abuso de álcool através do projeto de medicamentos melhores do que a naltrexona, disse Campos, que colaborou com Mitchell no projeto e na análise do estudo.

Campos explicou que a naltrexona, o que impede a ligação em receptores opióides, não é amplamente aceita como um tratamento para dependência de álcool - "não, porque não é eficaz em reduzir o consumo, mas porque algumas pessoas deixam de tomá-lo porque eles não gostam do maneira que os faz sentir ", disse ele.

"Naltrexona bloqueia mais de um receptor opióide, e precisamos saber qual a ação de bloqueio reduz consumo e que faz com que os efeitos colaterais indesejados", disse ele. "Se entender melhor como as endorfinas controlar potável, teremos uma chance melhor de criar terapias mais específicas para a dependência de substâncias. Este artigo é um passo significativo nessa direção, pois implica especificamente o receptor opióide mu em recompensa do álcool em humanos. "

Os co-autores do estudo são James P. O'Neill e Mustafa Janabi de Lawrence Berkeley Laboratory e Shawn M. Marks and William J. Jagust, MD, da LBL e da Universidade da Califórnia, Berkeley.

O estudo foi financiado por verbas do Departamento de Defesa e pelo Estado de Califórnia Fundos para Pesquisa sobre Drogas e Abuso de Álcool.

A UCSF filiados Ernest Gallo Clinic e Centro de Pesquisa é um dos mais proeminentes do mundo centros acadêmicos para o estudo das bases biológicas dos transtornos do uso de álcool e substância. Descobertas Gallo Centro de potenciais alvos moleculares para o desenvolvimento de medicamentos terapêuticos são estendidos através de pré-clínicos e prova de conceito de estudos clínicos.

UCSF é uma universidade principal dedicada a promover a saúde mundial através da investigação biomédica avançada, pós-graduação, nível de educação nas ciências da vida e profissões da saúde, e excelência no atendimento ao paciente.