Ciblage des nanoparticules magnétiques dans le système nerveux central

Rôle de la barrière hémato-encéphalique

La barrière hémato-encéphalique sépare le tissu cérébral de la circulation et joue un rôle important dans la protection du cerveau contre les pathogènes et les toxines. En général, seules de petites molécules liposolubles passent librement à travers elle. Cependant, la barrière hémato-encéphalique est imperméable à la plupart des macromolécules.1 Sa fonction de barrière est obtenue par la formation de jonctions serrées entre les cellules endothéliales capillaires du cerveau. En plus de jouer un rôle important de protection, la barrière hémato-encéphalique empêche également de nombreux candidats thérapeutiques d’entrer dans le cerveau. Par conséquent, de nombreuses stratégies d’administration de médicaments à travers la barrière hémato-encéphalique sont en cours d’élaboration.

Stratégies pour l’administration de médicaments à travers la barrière hémato-encéphalique

Les médicaments peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique au moyen d’approches qui la contourne ou la perturbe. Les stratégies qui utilisent la perturbation de la barrière hémato-encéphalique pour l’usage thérapeutique comprennent la perturbation osmotique, l’échographie focalisée guidée par IRM, l’administration de bradykinine et la perturbation induite par rayonnement. Les approches qui visent à contourner la barrière hémato-encéphalique pour administrer des médicaments comprennent l’administration améliorée par convection, le contournement à médiation virale, les molécules porteuses, l’administration de liposomes, les plaquettes de polymère et le ciblage et la modulation P-gp.2

Nanoparticules magnétiques

Les nanoparticules peuvent être utilisées comme molécules porteuses pour l’administration de médicaments au système nerveux central. Les nanoparticules magnétiques peuvent envoyer des médicaments dans le cerveau à l’aide de champs magnétiques, un processus également appelé ciblage de médicaments magnétiques. Le ciblage magnétique de médicaments nécessite la fabrication de nanoparticules magnétiques stables avec un bon couplage magnétique et la biodisponibilité. En outre, il nécessite la conception d’un champ magnétique statique approprié pour conduire les nanoparticules à la cible.2 Les nanoparticules magnétiques contiennent un noyau magnétique qui est stabilisé par un revêtement biocompatible protecteur. Des agents thérapeutiques ou d’autres groupes fonctionnels peuvent être attachés à la nanoparticule magnétique. Les nanoparticules peuvent être administrées de façon systémique, et un champ magnétique appliqué de l’extérieur peut faciliter leur transport à travers la barrière hémato-encéphalique. De plus, le chauffage magnétique qui se développe au cours de ce processus augmente la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique.

Applications cliniques des nanoparticules magnétiques

Les nanoparticules magnétiques ont déjà trouvé des applications dans la pratique clinique. Ces applications comprennent leur utilisation comme agents de contraste pour l’imagerie par résonance magnétique, comme vecteurs magnétiques, pour l’étiquetage et la séparation magnétiques, et pour l’hyperthermie magnétique et le chauffage.

Nanoparticules magnétiques pour l’administration de médicaments à travers la barrière hémato-encéphalique

La technologie pour l’administration de médicaments avec des nanoparticules magnétiques dans le système nerveux central est activement en développement. Cependant, la plupart des études sont encore limitées aux modèles in vitro et in vivo animaux. L’efficacité potentielle des nanoparticules magnétiques en tant que vecteurs de médicaments est étudiée dans des modèles de glioblastome, d’infections du système nerveux central par le VIH, de la maladie de Parkinson et de la maladie d’Alzheimer.3

Défis du développement de nanoparticules magnétiques pour l’administration de médicaments dans le système nerveux central

La sécurité et la toxicité des nanoparticules magnétiques délivrées dans le système nerveux central sont activement étudiées, avec un accent particulier sur les nanoparticules d’oxyde de fer3. Cependant, la diminution de l’intensité du champ magnétique avec la profondeur de la cible et une mauvaise rétention après l’enlèvement du champ magnétique externe, sont en cours d’évaluation. Dans l’ensemble, les nanoparticules magnétiques sont très prometteuses pour l’administration de produits thérapeutiques à travers la barrière hémato-encéphalique, mais il faut les problèmes techniques et de sécurité sont encore étudiés.

 

Reférences:

  1. Dong X. Current strategies for brain drug delivery. Theranostics. 2018;8(6):1481-1493.
  2. Azad TD, Pan J, Connolly ID, Remington A, Wilson CM, Grant GA. Therapeutic strategies to improve drug delivery across the blood-brain barrier. Neurosurg Focus. 2015;38(3):E9.
  3. D’Agata F, Ruffinatti FA, Boschi S, Stura I, Rainero I, Abollino O, Cavalli R, Guiot C. Magnetic nanoparticles in the central nervous system: targeting principles, applications and safety issues. Molecules. 2017;23(1):9.