另辟蹊径：通过鼻腔将AAV高效递送到大脑，绕过血脑屏障

原创 生物世界 生物世界 收录于合集 #递送载体 41个

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

一直以来，研究人员在尝试不同的方法将基因递送到大脑中，以治疗脑肿瘤、神经退行性疾病等中枢神经系统疾病。但由于血脑屏障（BBB）的存在，导致向大脑递送基因成为一种挑战。

近日，圣路易斯华盛顿大学 Chen Hong 副教授团队在 eBioMedicine 期刊发表了题为：Incisionless targeted adeno-associated viral vector delivery to the brain by focused ultrasound-mediated intranasal administration 的研究论文。

该研究在首次在小鼠模型中验证了团队之前开发的聚焦超声鼻内递送（FUSIN）方法，证实了FUSIN能够突破血脑屏障（BBB），将腺相关病毒载体（AAV）通过鼻腔高效递送到大脑。这一递送效率比其他递送方法效果更好，对身体其他器官的影响最小。

Chen Hong 团队在几年前就开始应用聚焦超声鼻内递送（FUSIN），2018年使用FUSIN递送了金纳米颗粒，2021年在脑肿瘤模型中验证了效果。FUSIN是通过鼻腔向大脑给药，能够绕过血脑屏障，最大限度减少所要递送的药物与身体其他部位的接触。

腺相关病毒载体（AAV）是目前基因治疗的主要递送载体，具有递送和治疗多种中枢神经系统疾病的潜力。将AAV递送到中枢神经系统的方法有很多，例如直接颅内注射（DI）、鼻内输送（IN）、静脉注射结合聚焦超声诱导血脑屏障破坏（FUS-BBBD）。然而，如何以最小的全身毒性，且无创和高效的将AAV递送到大脑仍然是目前面临的主要挑战。

在这项研究中，研究团队探索了使用FUSIN通过鼻腔向大脑递送腺相关病毒的效果。

研究团队发现，将携带绿色荧光蛋白（GFP）的腺相关病毒5型（AAV5-hSyn-EGFP）通过聚焦超声（Focused Ultrasound）和微泡（Microbubbles）将GFP地送到了大脑皮层和脑干，由于GFP由神经元特异性启动子hSyn启动，因此不在其他组织和器官中表达。

实验结果显示，FUSIN的递送效率与直接颅内注射（DI）效果相似，比静脉注射结合聚焦超声诱导血脑屏障破坏（FUS-BBBD）高出400多倍，比鼻内递送（IN）高出2000多倍。

此外，FUSIN对身体其他器官的影响最小，在肺中有少量发现，在其他器官中极少或没有。

Chen Hong 表示，聚焦超声使用的超声波可以穿透头皮和头骨，可以将大脑内几乎任何位置为目标，并在那里导致微泡的周期性压缩和膨胀，从而作用于血管壁，突破血脑屏障。FUSIN是完全无创的，可以成功地以高效率和最小的全身暴露将多种类型的药物递送到不同的大脑区域。到目前为止，还没有基因疗法被批准用于中枢神经系统疾病的治疗。FUSIN这种无创递送和空间靶向，将AAV递送到大脑的方法将有显著的治疗效果。

Chen Hong

研究团队还表示，FUSIN介导的AAV递送可能具有比其他递送方式更好效果，从而有望应用于治疗多种脑部疾病，例如帕金森病等等。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2022.104277

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