سد خونی مغزی (BBB)

سد خونی مغزی (BBB) ​​یک مرز نیمه تراوا بسیار انتخابی از سلول های اندوتلیال است که از عبور غیرانتخابی املاح موجود در خون در گردش به مایع خارج سلولی سیستم عصبی مرکزی که نورون ها در آن قرار دارند، جلوگیری می کند. سد خونی مغزی توسط سلول‌های اندوتلیال دیواره مویرگ، پاهای انتهایی آستروسیت که مویرگ را می‌پوشاند و پری‌سیت‌های تعبیه‌شده در غشای پایه مویرگی تشکیل می‌شود.[2] این سیستم اجازه عبور برخی از مولکول‌های کوچک را با انتشار غیرفعال و همچنین انتقال انتخابی و فعال مواد مغذی مختلف، یون‌ها، آنیون‌های آلی و ماکرومولکول‌هایی مانند گلوکز و اسیدهای آمینه را می‌دهد که برای عملکرد عصبی بسیار مهم هستند.[3]

سد خونی مغزی عبور پاتوژن‌ها، انتشار املاح در خون و مولکول‌های بزرگ یا آبدوست را در مایع مغزی نخاعی محدود می‌کند، در حالی که اجازه انتشار مولکول‌های آبگریز (O2، CO2، هورمون‌ها) و مولکول‌های کوچک غیرقطبی را می‌دهد. [4][5] سلول‌های سد به طور فعال محصولات متابولیکی مانند گلوکز را با استفاده از پروتئین‌های حمل‌ونقل خاص از سد منتقل می‌کنند.[6] این سد همچنین عبور عوامل ایمنی محیطی، مانند مولکول‌های سیگنال‌دهنده، آنتی‌بادی‌ها و سلول‌های ایمنی را به داخل CNS محدود می‌کند، بنابراین مغز را از آسیب‌های ناشی از رویدادهای ایمنی محیطی محافظت می‌کند.[7]

ساختارهای تخصصی مغز که در یکپارچگی حسی و ترشحی در مدارهای عصبی مغز شرکت می کنند - اندام های دور بطنی و شبکه مشیمیه - دارای مویرگ های بسیار نفوذپذیر هستند.

لیزر، نانوذرات و اپتیک

ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

تعدیل برگشت پذیر سد خونی مغزی با تحریک لیزری نانوذرات هدفمند مولکولی

سد خونی مغزی (BBB) ​​بسیار انتخابی است و به عنوان رابط بین سیستم عصبی مرکزی و گردش خون عمل می کند. در حالی که BBB برای حفظ هموستاز مغز حیاتی است، یک چالش بزرگ برای تحویل دارو است. در اینجا ما نانوذرات طلا (AuNPs) را برای هدف قرار دادن اتصال محکم به طور خاص سنتز کردیم و نشان دادیم که تحریک لیزر پیکوثانیه‌ای بین جمجمه‌ای این AuNP‌ها پس از تزریق داخل وریدی، نفوذپذیری BBB را افزایش می‌دهد. تغییر نفوذپذیری BBB را می توان با شدت لیزر درجه بندی کرد، کاملاً برگشت پذیر است و شامل افزایش انتشار پاراسلولی است. مدولاسیون BBB منجر به اختلال قابل توجهی در حرکت عروقی خود به خود یا ساختار واحد عصبی عروقی نمی شود. این استراتژی اجازه ورود ایمونوگلوبولین ها و ناقل های ژن درمانی ویروسی و همچنین لیپوزوم های مملو از محموله را می دهد. ما پیش‌بینی می‌کنیم که این فناوری نانو برای مناطق بافتی مفید باشد که برای کاربردهای نوری یا فیبر نوری قابل دسترسی هستند و راه‌های جدیدی را برای غربالگری دارو و مداخلات درمانی در سیستم عصبی مرکزی باز می‌کند.

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

محققان نانوذرات طلا را به طور خاص برای هدف قرار دادن "اتصالات محکم" - راه های دری در BBB - سنتز کردند و نشان دادند که تحریک لیزر پیکوثانیه ای نانوذرات پس از تزریق داخل وریدی، نفوذپذیری BBB را افزایش می دهد.

لیزر و نانوذرات سد خونی – مغزی باز می‌کنند

سد خونی مغزی (BBB) - با واسطه فرآیندهایی در "پای انتهایی" سلول های عصبی تخصصی به نام آستروسیت ها - از مغز در برابر مواد مضر محافظت می کند، اما می تواند داروهای دارویی را نیز دور نگه دارد. تیمی به سرپرستی محققان دانشگاه تگزاس در دالاس، ایالات متحده، رویکردی را توسعه داده‌اند که از لیزر و نانوذرات طلا استفاده می‌کند تا به طور خلاصه مسیری را از طریق BBB برای عبور داروها باز کند.