Des exosomes pour délivrer des traitements à travers la barrière hémato-encéphaliqueEdit

Un groupe de l’Université d’Oxford dirigé par le professeur Matthew Wood affirme que les exosomes peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique et délivrer des siRNA, des oligonucléotides antisens, des agents chimiothérapeutiques et des protéines spécifiquement aux neurones après les avoir injectés par voie systémique (dans le sang). Étant donné que ces exosomes sont capables de traverser la barrière hémato-encéphalique, ce protocole pourrait résoudre le problème de la mauvaise administration des médicaments au système nerveux central et guérir la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et le cancer du cerveau, entre autres maladies. Le laboratoire s’est récemment vu attribuer un nouveau projet majeur de 30 millions d’euros conduisant des experts de 14 institutions académiques, deux sociétés de biotechnologie et sept sociétés pharmaceutiques pour traduire le concept en clinique.

Pro-médicamentsEdit

C’est le processus de déguiser des molécules médicalement actives avec des molécules lipophiles qui lui permettent de mieux se faufiler à travers la barrière hémato-encéphalique. Les médicaments peuvent être déguisés en utilisant des éléments ou des structures plus lipophiles. Cette forme du médicament sera inactive en raison des molécules lipophiles, mais elle sera ensuite activée, soit par dégradation enzymatique, soit par un autre mécanisme permettant d’éliminer le déguisement lipophile pour libérer le médicament dans sa forme active. Ces pro-médicaments présentent encore quelques inconvénients majeurs. Le premier est que le pro-médicament peut être capable de passer la barrière et de repasser la barrière sans jamais libérer le médicament sous sa forme active. La seconde est que la taille même de ces types de molécules rend encore difficile le passage de la barrière hémato-encéphalique.

Masquage des peptidesEdit

Similaire à l’idée des pro-drogues, une autre façon de masquer la composition chimique des médicaments est de masquer les caractéristiques d’un peptide en le combinant avec d’autres groupes moléculaires qui sont plus susceptibles de passer la barrière hémato-encéphalique. Par exemple, l’utilisation d’une molécule de cholestéryle à la place du cholestérol permet de dissimuler les caractéristiques hydrosolubles du médicament. Ce type de masquage permet également de faciliter le passage de la barrière hémato-encéphalique. Il peut également fonctionner pour masquer le peptide du médicament des enzymes de dégradation des peptides dans le cerveau. Une molécule « cible » pourrait également être attachée au médicament pour l’aider à traverser la barrière puis, une fois dans le cerveau, être dégradée de telle sorte que le médicament ne puisse pas repasser par le cerveau. Une fois que le médicament ne peut plus repasser la barrière, il peut être concentré et rendu efficace pour un usage thérapeutique. Cependant, cette méthode présente également des inconvénients. Une fois que le médicament est dans le cerveau, il y a un moment où il doit être dégradé pour éviter une surdose dans le tissu cérébral. De plus, si le médicament ne peut pas retraverser la barrière hémato-encéphalique, cela aggrave les problèmes de dosage et une surveillance intense est nécessaire. Pour que cela soit efficace, il doit y avoir un mécanisme pour l’élimination de la forme active du médicament du tissu cérébral.

Les permabilisateurs médiés par les récepteursEdit

Ce sont des composés médicamenteux qui augmentent la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique. En diminuant le caractère restrictif de la barrière, il est beaucoup plus facile de faire passer une molécule à travers celle-ci. Ces médicaments augmentent temporairement la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique en augmentant la pression osmotique dans le sang, ce qui relâche les jonctions serrées entre les cellules endothéliales. En relâchant les jonctions serrées, l’injection normale de médicaments à travers une barrière peut avoir lieu et être efficace pour pénétrer dans le cerveau. Cette opération doit être effectuée dans un environnement très contrôlé en raison du risque associé à ces médicaments. Premièrement, le cerveau peut être inondé de molécules qui flottent dans le flux sanguin et qui sont habituellement bloquées par la barrière. Deuxièmement, lorsque les jonctions serrées se relâchent, l’homéostasie du cerveau peut également être déséquilibrée, ce qui peut entraîner des crises et la compromission de la fonction cérébrale.

NanoparticulesEdit

Le système d’administration de médicaments le plus prometteur est l’utilisation de systèmes d’administration par nanoparticules, ce sont des systèmes où le médicament est lié à une nanoparticule capable de traverser la barrière hémato-encéphalique. Le composé le plus prometteur pour les nanoparticules est l’albumine sérique humaine (HSA). Les principaux avantages de ce composé sont que les particules d’albumine humaine sont bien tolérées, sans effets secondaires graves, et que les groupes fonctionnels de l’albumine peuvent être utilisés pour modifier la surface et permettre une absorption cellulaire spécifique. Il a été démontré que ces nanoparticules traversent la barrière hémato-encéphalique en transportant des médicaments hôtes. Pour améliorer l’efficacité des nanoparticules, les scientifiques tentent de les enrober afin de les rendre plus efficaces pour traverser la barrière hémato-encéphalique. Des études ont montré que « l’enrobage des nanoparticules avec du polysorbate 80 a permis d’obtenir des concentrations de doxorubicine dans le cerveau allant jusqu’à 6 μg/g après une injection i.v. de 5 mg/kg », alors qu’aucune augmentation n’était détectable lors d’une injection du médicament seul ou de la nanoparticule non enrobée. Il s’agit d’une science et d’une technologie très récentes, de sorte que l’efficacité réelle de ce procédé n’a pas été entièrement comprise. Aussi jeune que soit la recherche, les résultats sont prometteurs et indiquent que la nanotechnologie est la voie à suivre pour traiter diverses maladies du cerveau.

Les ultrasons focalisés renforcés par des microbulles chargéesEdit

Les microbulles sont de petites « bulles » de mono-lipides capables de passer la barrière hémato-encéphalique. Elles forment une bulle lipophile qui peut facilement passer la barrière. Toutefois, ces microbulles sont plutôt grosses, ce qui empêche leur diffusion dans le cerveau. Ce phénomène est contrecarré par des ultrasons focalisés. Les ultrasons augmentent la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique en provoquant des interférences dans les jonctions serrées dans des zones localisées. Combinés aux microbulles, ils permettent une diffusion dans une zone très spécifique, car les microbulles ne peuvent se diffuser que là où les ultrasons perturbent la barrière. L’hypothèse et l’utilité de ces dernières est la possibilité de charger une microbulle avec un médicament actif pour diffuser à travers la barrière et cibler une zone spécifique. Plusieurs facteurs importants font de cette solution une solution viable pour l’administration de médicaments. Le premier est que la microbulle chargée ne doit pas être sensiblement plus grande que la bulle non chargée. Cela garantit que la diffusion sera similaire et que la perturbation par ultrasons sera suffisante pour induire la diffusion. Un deuxième facteur à déterminer est la stabilité de la microbulle chargée. Cela signifie que le médicament est entièrement retenu dans la bulle ou qu’il y a une fuite. Enfin, il faut déterminer comment le médicament sera libéré de la microbulle après avoir traversé la barrière hémato-encéphalique. Des études ont montré l’efficacité de cette méthode pour acheminer des médicaments vers des sites spécifiques du cerveau dans des modèles animaux.