[美国国立卫生研究院]
想象一下，一队微小的信使溜过大脑最坚不可摧的防御系统，直接向最需要它们的细胞发送拯救生命的指令。Penn Engineers 正是实现了这一目标，他们修改脂质纳米颗粒 （LNP） 不仅突破了血脑屏障 （BBB）（医学上最难的障碍之一），而且可以精确定位特定的脑细胞，例如神经元。Nano Letters 中详细介绍了这一突破，为阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等毁灭性神经系统疾病的精准治疗打开了新的大门。
LNP 作为 COVID-19 mRNA 疫苗背后的递送载体而受到重视。但到目前为止，研究人员在将这些纳米粒子引导至大脑内的精确目标方面一直面临重大挑战。利用肽（短氨基酸链），宾夕法尼亚大学的研究人员解决了这个靶向问题，使 mRNA 能够递送到脑血管和神经元内皮细胞。
破解大脑的安全系统
血脑屏障是医学领域最艰巨的挑战之一。它旨在保护大脑免受有害物质的侵害，几乎可以阻断所有大分子或外来分子，包括药物和 mRNA。BBB 不仅可以阻止访问，还可以主动弹出不需要的材料。目前的解决方案，例如将治疗直接注射到大脑或脊髓中，是侵入性且不切实际的。
“你可以将治疗药物直接注射到大脑或脊柱中，但这些是高度侵入性的手术，”米切尔实验室的博士生、该研究的第一作者 Emily Han 说。
为什么 Peptides 而不是抗体？
靶向 LNP 的传统努力依赖于抗体，抗体是一种大蛋白，充当生物“名牌”，将治疗引导到特定器官。然而，抗体增加了 LNP 的大小和不稳定性，限制了它们通过 BBB 的能力。
肽提供了更好的选择。它们仅由几十个氨基酸组成，体积更小，制造成本更低，而且不太可能引发免疫反应。其紧凑的尺寸使其能够掺入 LNP 中而不会聚集，从而保持颗粒的稳定性和靶向精度。
构建和测试目标 LNP
开发和测试肽功能化 LNP （pLNP） 是一个细致的过程。研究人员首先验证了肽正确粘附在 LNP 上，考虑到所涉及的核酸、脂质和肽的复杂混合物，这是一个挑战。
“我们的 LNP 是一种复杂的混合物，”Han 说。“我们必须优化定量方法，以根据所有其他信号挑选出肽。”
迈向下一代神经疗法
该团队现在的目标是确定必须治疗多少神经元才能实现神经系统疾病的治疗效果。
“回到同样的类比，”Mitchell 说，“我们是否需要将这些邮件发送到每个拥有红色邮箱的房子，还是只发送 10% 的邮箱？10% 的神经元就足够了吗？
潜在影响
这种精确靶向技术可能会改变神经系统疾病治疗的游戏规则。通过向受影响的脑细胞特异性地递送治疗性 mRNA，Penn 的方法最大限度地减少了脱靶效应，并为非侵入性、有效的疗法开辟了新的途径。
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