Vehiculation of substances across the blood-brain barrier mediated by molecular trojan horses

Abstract

[eng] The blood-brain barrier (BBB) is a specialized system that comprises brain microvasculature endothelial cells, basement membrane and various types of cells, including astrocytes, pericytes and neurons located close to the endothelium. The BBB is a key element for the central nervous system (CNS), as it shields the brain from toxic substances in the blood, supplies brain tissues with nutrients and filters harmful compounds from the brain back to the bloodstream. Understanding of its complex structure is essential to make a step further in the discovery of new effective brain treatments. Actually, gene therapy is bringing about new horizons in the treatment of brain disorders, however, it has to solve the transport across the BBB of its large therapeutic molecules. Compared to other gene therapy techniques, such as viral gene delivery or cationic liposome delivery, the Trojan horse liposome technique seems to have some advantages. Trojan horse liposomes, together with avidin-biotin and fusion protein technologies, are three different techniques that researchers are studying to carry drugs into the brain via a receptor-mediated transcytosis. During the last few years a lot of studies in animal models in vitro and in vivo have emerged, but research has not yet reached clinical trials. [cat] La barrera hematoencefàlica és un sistema especialitzat que està format per cèl·lules endotelials, membrana basal i diversos tipus de cèl·lules com astròcits, pericits i neurones localitzats a prop de l’endoteli. La barrera hematoencefàlica és un element clau per al sistema nerviós central, ja que protegeix el cervell de substàncies toxiques provinents de la sang, proveeix el teixit cerebral de nutrients i filtra compostos nocius del cervell cap a la circulació sanguínia. La seva estructura és complexa, però el seu coneixement és essencial per al descobriment de nous tractaments cerebrals més efectius. Actualment, la teràpia gènica està obrint nous horitzons pel que fa al tractament de malalties del sistema nerviós, tot i així, encara ha de resoldre el problema de com fer que les seves molècules terapèutiques grans travessin la barrera hematoencefàlica. La tècnica que utiliza liposomes com a cavalls de Troya moleculars sembla presentar alguns avantatges respecte d’altres tècniques, com el transport a través de virus o de liposomes catiònics. Aquesta 2 tecnologia, junt amb les de l’avidina-biotina i de la proteïna de fusió, són tres tècniques differents que els investigadors estan estudiant per al transport de fàrmacs a través de la barrera via transcitosi mitjançada per receptors. Durant els últims anys s’han fet molts estudis en models animals in vitro i in vivo, però encara no s’ha aconseguit arribar als assaigs clínics.