Ośrodkowy układ nerwowy jest w pewien sposób oddzielony od reszty organizmu przez barierę krew-mózg. Działanie tej struktury wynika ze specyficznej budowy komórek śródbłonka naczyń włosowatych zaopatrujących mózg i rdzeń kręgowy – komórki te ściśle przylegają do siebie, co zapobiega niekontrolowanemu przedostawaniu się przez nie składników krwi. Jedynie wybrane substancje o dużych cząsteczkach mogą być przenoszone poporzez błonę komórkową i cytoplazmę komórek śródbłonka, za pośrednictwem białek transportowych. Choć działanie tej fizjologicznej bariery ma na celu ochronę wrażliwych struktur ośrodkowego układu nerwowego, stanowi ona poważny problem związany z leczeniem chorób atakujących mózg.
“Nie można użyć 98% leków, które mogłyby mieć zastosowanie terapeutyczne, poniewaz nie mogą przekroczyć tej bariery” – mówi współautor badania Ernest Giralt z Institute for Research in Biomedicine (IRB Barcelona), Barcelona Institute of Science and Technology.
Naukowcy z IRB Barcelona prowadzą badania nad opracowaniem molekuły, którą można byłoby przyłączyć do cząsteczki leku, aby umożliwić jego transport przez barierę krew mózg. Zainspirowali się jadami różnych grup zwierząt, których toksyny działają w ośrodkowym układzie nerwowym. Wcześniejsze badania prowadzili z wykorzystaniem apaminy, peptydu pochodzącego z jadu pszczoły. Dzięki modyfikacjom chemicznym udało się uzyskać związek nazwany MiniAp-4, który wykazywał zdolność do przekraczania bariery krew-mózg. W swoich najnowszych badaniach zespół z Barcelony skupił się na jadzie skorpiona (Giant Yellow Israeli scorpion), zawierającym chlorotoksynę.
“Opisano tysiące jadów, które zawierają miliony potencjalnych peptydowych transporterów. Wybraliśmy chlorotoksynę, ponieważ jest to toksyna o udokumentowanym działaniu w mózgu” – mówi Meritxell Teixidó, współautor badania.
Modyfikacje chemiczne chlorotoksyny pozwoliły na otrzymanie peptydu MiniCTX3, monocyklicznego peptydomimetyku zawierającego mostek laktamowy. Związek ten wykazał zdolność do transportowania nanocząstek przez pojedyncze warstwy komórek śródbłonka naczyń włosowatych, tworzących barierę krew-mózg. Naukowcy z IRB Barcelona nie zamierzają na tym poprzestać i planują już badania nad następnymi neurotoksynami pochodzącymi z jadu zwierząt.
