脳に直接薬を供給するためのNus MedicinePioneersの画期的な技術

シンガポール国立大学（NUS Medicine）のYong Loolin医学部の科学者は、血液脳の障壁を迂回して、治療分子を脳に直接届けるための画期的な技術を開発しました。

Synthetic Biology Translational Research Program、NUS MedicineおよびNUS Synthetic Biology for Clinical and Technological Innovation（Syncti）の主任研究者であるHaosheng Shen博士が率いるこの新しいアプローチは、自然に発生する鼻細菌であるLactobacillus plantarum（LP）を利用しています。治療化合物を生成し、特定の鼻から脳への経路を通してそれらを放出するように設計されています。彼らの研究は、CellのLeading Life Sciences Journalに掲載されました。

血液脳関門（BBB）は、脳を有害な物質から保護する上で重要な役割を果たしますが、神経学的状態のために薬を供給することにも大きな課題をもたらします。既存の薬物送達方法は、しばしば限られた効率に苦しんでおり、侵襲的な手順を必要とします。これらの課題に対処するために、チームは、臭いの感覚の原因となる鼻腔の上部にある特殊な組織である嗅覚粘膜に対する自然な親和性を持つLPの株を特定しました。この組織はまた、中枢神経系への直接的な経路を提供し、標的型の鼻腔内薬物送達を可能にします。

しかし、脳への鼻腔内薬物送達は、嗅覚粘膜の小さな表面積と身体による薬物の迅速なクリアランスによって妨げられています。これを回避するために、チームは、LPの株がn-アセチルヘパラン硫酸に結合するように設計しました（NAHS、嗅上皮皮の細胞シグナル伝達、構造的支持、およびタンパク質相互作用において重要な役割を果たす長い糖分子の鎖）を設計しました。この結合により、局所的で持続的な薬物の放出が可能になり、全身吸収を最小限に抑え、脳の生物学的利用能が向上します。エンジニアリングされたLP株は、食欲調節ホルモンを生成することができました。これは、チームが脳関連障害の治療における可能性を示すために使用していました。前臨床研究では、修飾された細菌の鼻腔内投与により、食欲の減少、体重増加の低下、グルコース代謝の改善、脂肪蓄積の減少が生じました。薬剤は、嗅覚粘膜で放出された後、脳に正常に到達し、蓄積しました。

BBBをバイパスすることにより、このアプローチは、神経変性疾患や、通常BBBを通過しないペプチドまたはタンパク質を必要とする状態など、神経学的状態に治療を提供するためのより効率的な方法を提供します。この標的送達方法は、嗅覚粘膜のユニークな解剖学的および生物学的特性を活用し、脳を標的とした治療法の有効性を歴史的に制限してきた重要な障壁を克服します。

「この研究は、脳標的治療のための正確な送達車両として機能する操作された細菌の可能性を示しています」とシェン博士は言いました。 「私たちの発見は、神経疾患の新規治療の道を開く可能性があり、鼻微生物叢と脳機能の間の露出度のないつながりを活用します。」

シェン博士によると、研究の次の段階では、投与レジメンの最適化と、アプローチの有効性と安全性を確認するための人間の臨床試験の実施に焦点を当てます。研究者は、特にパーキンソン病やアルツハイマー病などの神経変性疾患の治療において、追加の治療用途も調査します。

NUS Medicine and SynctiのSynthetic Biology Translational Research ProgramのディレクターであるMatthew Chang教授は、「我々の研究は、脳の薬物送達のための非侵襲的な車両としての鼻細菌の可能性を強調しており、また、関係をさらに調査することの重要性を強調しています。嗅覚微生物叢と脳の健康。障害。」

Shen H、Aggarwal N、Cui B、Foo GW、He Y、Srivastava SK、Li S、Seah MZX、Wun KS、Ling H、Hwang IY、Ho CL、Lee YS、Chang MW。
ターゲットを絞った鼻から脳への薬物送達のためのエンジニアリングコメンサル。
細胞。 2025年2月3日：S0092-8674（25）00046-7。 doi： 10.1016/j.cell.2025.01.017