Pesquisadores do Instituto de Tecnologia Technion-Israel e da Universidade Bar-Ilan desenvolveram tecnologia que esperam que ajude a inibir a progressão da doença de Alzheimer.
O estudo foi publicado recentemente como uma matéria de capa na revista Small. Ester Segal e o doutorando Michal Rosenberg, da Faculdade Technion de Biotecnologia e Engenharia de Alimentos, com seus parceiros, o professor Orit Shefi e o doutorando Neta Zilony-Hanin, da Faculdade de Engenharia da Universidade Bar-Ilan.
A doença de Alzheimer, a forma mais comum de demência, é uma doença neurodegenerativa cujos sintomas incluem perda de memória, comprometimento da fala, problemas de orientação e comprometimento significativo das funções motoras.
Atinge principalmente os idosos e, entre os 85 anos e mais, atinge uma prevalência de cerca de 30%. Devido ao aumento da expectativa de vida, a incidência geral da doença aumentou e hoje é chamada de epidemia do século XXI.
A principal causa da doença é o acúmulo de uma proteína chamada beta amilóide (A?) nos tecidos cerebrais. A proteína bloqueia e mata células nervosas, também chamadas neurônios, em diferentes regiões do cérebro. Isso leva, em parte, a danos dos “mecanismos colinérgicos”, os neurônios responsáveis ??pela função cerebral.
Pesquisas anteriores mostraram que a administração de uma proteína específica, chamada “fator de crescimento neural”, inibe os danos aos mecanismos colinérgicos e diminui a progressão da doença, disse o Prof. Segal do Technion em entrevista por telefone.
“Em pessoas com doenças neurodegenerativas, a expressão da proteína do fator de crescimento neural é reduzida”, disse ela.
A proteína é conhecida por ter qualidades restauradoras, mas o problema é como levá-la ao cérebro, disse ela.
Entregar a proteína na área alvo não é uma tarefa simples, porque o cérebro é protegido pela barreira hematoencefálica da infiltração de bactérias e substâncias nocivas no sangue.
Essa barreira protetora, no entanto, também restringe a passagem de medicamentos da corrente sanguínea para o cérebro, dificultando a passagem dos medicamentos que curam o cérebro.
Assim, as proteínas do fator de crescimento neural, se fornecidas em forma de droga, não passam pela barreira e, mesmo que pudessem, não viveriam o suficiente para fazer a longa jornada ao cérebro, disse Segal.
Alguns ensaios clínicos já começaram a injetar essas proteínas do fator de crescimento neural diretamente no cérebro através de um cateter, mas o procedimento é complicado, invasivo e muito arriscado, disse Segal.
Agora, os pesquisadores da Technion e da Universidade Bar-Ilan dizem que criaram chips de silício em nanoescala que podem enfrentar esse desafio.
Os chips permitem a inserção da proteína curativa diretamente no cérebro e sua liberação no tecido alvo.
Esses chips, desenvolvidos no laboratório de Segal, possuem uma estrutura porosa em nanoescala que permite que sejam carregados com grandes quantidades de proteína. Através do controle preciso de várias características, incluindo a dimensão dos poros dos chips e as propriedades químicas de sua superfície, os pesquisadores foram capazes de criar uma estrutura de silicone que retém a proteína em sua forma ativa e a libera gradualmente, durante um período de cerca de um mês, para a área alvo no cérebro. Depois de liberar a droga, os chips se degradam com segurança no cérebro e se dissolvem, disse o Technion em comunicado.
Com o uso dos chips como veículo, a proteína não precisa mais atravessar a barreira hematoencefálica, pois o chip é inserido diretamente no cérebro. Isso é feito de duas maneiras possíveis, explicou Segal.
A primeira é implantando o chip no cérebro. Segal admite que esse procedimento também é invasivo, pois o crânio precisa ser perfurado. Mas, ela disse, é menos invasiva do que a inserção de um cateter, já que o chip não é inserido no próprio cérebro, mas colocado na camada externa do cérebro – a dura-máter, um tecido conjuntivo denso que circunda o cérebro e a coluna vertebral. cordão. Os pesquisadores pretendem, eventualmente, carregar o chip com medicamentos que são liberados ainda mais gradualmente, durante o período de um ano, para prolongar o efeito da droga. Atualmente, em testes com ratos, o chip libera as proteínas por um período de um mês.
A segunda maneira de levar as proteínas para o cérebro é usar uma “arma de genes” – um dispositivo que foi desenvolvido para injetar DNA nas células vegetais, a fim de transformar sua estrutura genética.
Como parte do estudo, o Prof. Shefi de Bar-Ilan refez a arma, transformando-a em “algo como um spray nasal” que injeta o chip de silício com as partículas de proteína no cérebro através do nariz, ultrapassando a barreira hematoencefálica.
O nariz tem caminhos diretos para o cérebro, explicou Segal “Não é à toa que viciados em drogas cheiram cocaína pelo nariz”, disse ela.
Esta é a primeira vez que os pesquisadores usam com sucesso uma pistola de genes para entregar partículas diretamente no cérebro de um animal vivo, disse ela.
Em uma série de experimentos, os pesquisadores mostraram que as duas maneiras de entregar a plataforma no cérebro de ratos “levaram ao resultado desejado”, disse Michal Rosenberg, estudante de doutorado da Technion. A tecnologia também foi testada em um modelo celular da doença de Alzheimer, onde a liberação de proteínas levou ao resgate das células nervosas, disse ela.
A equipe já está conduzindo estudos pré-clínicos em animais, em Bar-Ilan, explicou Segal, e espera expandi-los para ensaios clínicos, se tudo correr como esperado.
A pesquisa foi realizada com o apoio do Instituto de Nanotecnologia Russel Berrie no Technion.
Publicado em 01/12/2019
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