مغز پیچیده ترین و حیاتی ترین عضو بدن انسان است که مسئول کنترل افکار، احساسات، خاطرات و رفتارهای ماست. با این حال، مغز در برابر بیماری ها و اختلالات مختلف مانند آلزایمر، پارکینسون، تومورهای مغزی، سکته مغزی و غیره نیز آسیب پذیر است. این شرایط می تواند عملکرد مغز را مختل کند و کیفیت زندگی میلیون ها نفر را تحت تاثیر قرار دهد.
یکی از چالش‌های اصلی در توسعه درمان‌های مؤثر برای بیماری‌های مغزی، سد خونی-مغزی (BBB) است، یک لایه محافظ از سلول‌ها که مغز را احاطه کرده و از ورود مواد مضر جلوگیری می‌کند. BBB برای حفظ هموستاز مغز و جلوگیری از عفونت ها ضروری است، اما همچنین مانع از رسیدن بیشتر داروها به مغز، به ویژه مولکول های بزرگ مانند بیولوژیک ها می شود.
بیولوژیک ها دسته ای از داروها هستند که از موجودات زنده مانند آنتی بادی ها، آنزیم ها، هورمون ها و فاکتورهای رشد مشتق می شوند. آنها مزایای زیادی نسبت به داروهای معمولی با مولکول کوچک دارند، مانند ویژگی بالا، قدرت و ایمنی. با این حال، بیولوژیک ها نیز بزرگ، آبدوست و ناپایدار هستند که عبور آنها از BBB را با انتشار غیرفعال یا انتقال فعال دشوار می کند.
خوشبختانه، محققان با استفاده از مکانیسم‌های طبیعی که مغز برای انتقال مواد مغذی و سیگنال‌ها استفاده می‌کند، راه‌های بالقوه‌ای برای غلبه بر BBB و رساندن مواد بیولوژیک به مغز پیدا کرده‌اند. این مکانیسم‌ها شامل گیرنده‌هایی هستند که در سطح سلول‌های اندوتلیال BBB بیان می‌شوند، که می‌توانند واسطه اندوسیتوز و ترانس سیتوز لیگاندهایشان باشند. با اتصال مواد بیولوژیک به این لیگاندها یا تولید آنتی بادی ها یا پپتیدهایی که می توانند به این گیرنده ها متصل شوند، بیولوژیک ها را می توان در سراسر BBB منتقل کرد و به مغز رسید.
برخی از گیرنده هایی که برای تحویل بیولوژیک مورد مطالعه قرار گرفته اند عبارتند از:
گیرنده ترانسفرین (TfR: TfR گیرنده ای است که به ترانسفرین متصل می شود، پروتئینی که آهن را در خون حمل می کند. TfR به شدت در سلول های اندوتلیال BBB بیان می شود و می تواند ترانسفرین را درونی کرده و ترانس سیتوز کند. بیولوژیک ها را می توان به ترانسفرین یا آنتی بادی های ضد{2}}TfR کونژوگه کرد. آنتی بادی TfR، JR-141، برای درمان موکوپلی ساکاریدوز نوع II، یک اختلال ژنتیکی نادر که بر مغز و سایر اندام ها تأثیر می گذارد، تأیید شده است.
گیرنده انسولین (IR) IR گیرنده ای است که به انسولین، هورمونی که سطح گلوکز خون را تنظیم می کند، متصل می شود. IR همچنین بر روی سلول های اندوتلیال BBB بیان می شود و می تواند انسولین را درونی و ترانس سیتوز کند. بیولوژیک ها را می توان با انسولین یا آنتی بادی های ضد{2}}IR ترکیب کرد تا از این مسیر وارد مغز شود. برای مثال، محققان از آنتی‌بادی‌های ضد{4}IR برای رساندن فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF)، پروتئینی که بقا و عملکرد نورون‌ها را ارتقا می‌دهد، به مغز میمون‌ها استفاده کرده‌اند.
گیرنده لیپوپروتئین با چگالی کم (LDLR): LDLR گیرنده ای است که به لیپوپروتئین های با چگالی کم (LDL) متصل می شود، نوعی لیپوپروتئین که کلسترول را در خون حمل می کند. LDLR به طور گسترده در کبد، دیواره شریانی، قشر آدرنال و سایر بافت ها و همچنین سلول های اندوتلیال BBB توزیع می شود. LDLR می تواند LDL و سایر لیپوپروتئین های حاوی ApoB100 یا ApoE مانند VLDL و -VLDL را درونی و ترانس سیتوز کند. بیولوژیک ها را می توان در لیپوزوم ها یا نانوذراتی که حاوی این آپولیپوپروتئین ها هستند جاسازی کرد، یا به پپتیدهایی که می توانند به LDLR متصل شوند، از طریق این مسیر وارد مغز شوند. به عنوان مثال، محققان از پپتیدهای اتصال LDLR{6} برای رساندن نانوذرات پاکلیتاکسل، داروی شیمی درمانی، به مغز موش های مبتلا به گلیوبلاستوما، نوعی سرطان مغز، استفاده کرده اند.
اینها تنها نمونه هایی از گیرنده هایی هستند که می توانند برای تحویل بیولوژیک به مغز استفاده شوند. بسیاری از گیرنده های دیگر نیز وجود دارند که مورد بررسی قرار گرفته اند یا در حال بررسی هستند، مانند گیرنده لپتین، گیرنده محصولات نهایی گلیکاسیون پیشرفته، گیرنده جاذب، و گیرنده لیپوپروتئین با چگالی کم پروتئین 1. هر یک از این گیرنده ها مزایا و معایب خاص خود را دارند، مانند ایمنی، سطح بیان، ویژگی بنابراین، انتخاب بهینه گیرنده به نوع، اندازه و هدف بیولوژیک و همچنین بیماری و ویژگی های بیمار بستگی دارد.
تحویل بیولوژیک به مغز یک زمینه تحقیقاتی امیدوارکننده و چالش برانگیز است که می تواند فرصت های جدیدی را برای درمان بیماری های مغزی ایجاد کند. با این حال، هنوز موانع و عدم قطعیت‌های زیادی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد، مانند طراحی، فرمولاسیون و تجویز بهینه بیولوژیک، عوارض جانبی و سمیت بالقوه بیولوژیک‌ها و حمل و نقل با واسطه گیرنده، مسائل اخلاقی و مقرراتی، و هزینه و امکان‌سنجی تولید و تحویل بیولوژیک.
در Prisys Biotechnology، ما متعهد به توسعه بیولوژیک‌های نوآورانه و مؤثر برای درمان بیماری‌های مغزی، با استفاده از فناوری‌های پیشرفته-و روش‌های علمی دقیق هستیم. ما تیمی از متخصصان در بیوتکنولوژی، فارماکولوژی، سم شناسی، علوم اعصاب و تحقیقات بالینی داریم که برای غلبه بر چالش های تحویل بیولوژیک به مغز با یکدیگر همکاری می کنند. ما همچنین با موسسات دانشگاهی، شرکای صنعتی و آژانس‌های نظارتی همکاری می‌کنیم تا از کیفیت، ایمنی و کارایی بیولوژیک‌هایمان اطمینان حاصل کنیم. چشم‌انداز ما بهبود زندگی میلیون‌ها نفری است که از بیماری‌های مغزی رنج می‌برند، با ارائه درمان‌های بیولوژیکی جدید و شخصی‌شده به آنها.
