Zeitschrift für Nanomedizin und biotherapeutische Entdeckung
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Abstrakt

Mit Flurbiprofen beladene Nanopartikel können ein primäres porcines In-vitro -Blut-Hirn-Schrankenmodell passieren und so die Amyloid-β 42-Belastung verringern

Julia Stab, Iavor Zlatev, Bastian Raudszus, Sabrina Meister, Claus U Pietrzik, Klaus Langer, Hagen von Briesen und Sylvia Wagner

Erhöhte Amyloid-β42-Werte (Aβ42) im Gehirn führen vermutlich zu

Alzheimer-Krankheit

(AD). Die Reduzierung von Aβ42 ist daher ein Eckpfeiler der kausalen Arzneimittelentwicklung. Dennoch scheiterten viele vielversprechende Substanzen in klinischen Studien, da es schwierig ist, das Zielorgan in vivo zu erreichen. Das Gehirn wird durch die Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​geschützt, die die meisten Moleküle abschirmt, um die Gehirnhomöostase aufrechtzuerhalten. Auf das Gehirn ausgerichtete Nanopartikel sind ein erfolgreiches Mittel, um dieses Problem zu umgehen: Indem sie als Trojanische Pferde fungieren, transportieren sie eingebettete Medikamente über die BBB zur Behandlung von Gehirnerkrankungen. Hier wurde Flurbiprofen, ein γ-Sekretase-Modulator, in Polymilchsäure (PLA)-Nanopartikel eingebettet. Wir testeten, ob die mit Medikamenten beladenen Nanopartikel die Integrität unseres fortschrittlichen In-vitro-BBB-Modells in transendothelialen elektrischen Widerstandsmessungen und Permeabilitätstests beeinträchtigten, und untersuchten die Nanopartikel-Zell-Interaktion in Durchflusszytometrie und konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie. Darüber hinaus bewerteten wir die Medikamententransportkapazität durch Hochleistungs-Flüssigkeits

Chromatographie

und die biologische Wirksamkeit des eingebetteten Arzneimittels in einem Aβ42-erkennenden ELISA. Wir haben auch die Lebensfähigkeit der AD-Modellzellen durch einen zellulären Lebensfähigkeitstest überprüft. Nach Zugabe von mit Flurbiprofen beladenen Nanopartikeln zum Blutkompartiment eines Transwell®-Modells war das Arzneimittel im Gehirnkompartiment nachweisbar, wo es eine Aβ42-senkende Wirkung hervorrief. Flurbiprofen aus Nanopartikeln passierte die BBB, ohne die Barriereintegrität zu beeinträchtigen, während das freie Arzneimittel hochgradig zytotoxisch war und die Barriere zerstörte. Die Ligandenkopplung von

Apolipoprotein

E3 zu den Nanopartikeln erhöhte die zelluläre Aufnahme. Daher erwarten wir einen noch ausgeprägteren Aβ42-reduzierenden Effekt für Apolipoprotein-modifizierte, Flurbiprofen-beladene Nanopartikel. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir den Transport eines kaum durchlässigen Arzneimittels durch ein fortschrittliches In-vitro-BBB-Modell ermöglicht haben, was Möglichkeiten für die Behandlung und Prävention von AD und anderen Hirnerkrankungen eröffnet. Anhand eines primären Schweine-BBB-Modells, das hervorragende Barriereeigenschaften aufweist, zeigen wir, dass Flurbiprofen-beladene Nanopartikel die Aβ42-Belastung reduzieren, ohne die Barrierefunktion zu beeinträchtigen.