新的纳米粒子在整个大脑中提供治疗并编辑小鼠的阿尔茨海默氏症基因

基因疗法有可能治疗阿尔茨海默病和帕金森病等神经系统疾病，但它们面临着一个共同的障碍——血脑屏障。现在，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员已经开发出一种方法，可以将疗法转移到大脑的保护膜上，从而通过一系列生物药物和治疗提供全脑治疗。

“目前还没有治愈许多破坏性脑部疾病的方法，”威斯康星发现研究所研究员、威斯康星大学麦迪逊分校眼科学和视觉科学与生物医学工程教授Shaoqin“Sarah”Gong说。“创新的以大脑为目标的递送策略可能会通过无创、安全和高效地递送CRISPR基因组编辑器来改变这一点，而这反过来又会导致针对这些疾病的基因组编辑疗法。”

CRISPR是一种用于编辑基因的分子工具包(例如，纠正可能导致疾病的突变)，但该工具包只有在能够通过安检到达工作地点时才有用。血脑屏障是一种膜，可选择性地控制进入大脑的通路，筛选出可能存在于血液中的毒素和病原体。不幸的是，障碍阻止了一些有益的治疗，如某些疫苗和基因治疗包，无法达到它们的目标，因为它们与敌对的入侵者混为一谈。

将治疗药物直接注入大脑是绕过血脑屏障的一种方法，但它是一种侵入性手术，只能进入附近的脑组织。

“大脑基因治疗和基因组编辑治疗的前景取决于将核酸和基因组编辑器安全有效地输送到整个大脑，”Gong说。

在最近发表在AdvancedMaterials杂志上的一项研究中，Gong和她的实验室成员，包括博士后研究员和该研究的第一作者YuyuanWang，描述了一个新的由二氧化硅制成的纳米级胶囊家族，可以将基因组编辑工具携带到周围的许多器官中身体然后无害地溶解。

通过用葡萄糖和源自狂犬病病毒的氨基酸片段修饰二氧化硅纳米胶囊的表面，研究人员发现纳米胶囊可以有效地穿过血脑屏障，从而在小鼠体内实现全脑基因编辑。在他们的研究中，研究人员展示了二氧化硅纳米胶囊的CRISPR货物成功编辑小鼠大脑中基因的能力，例如与阿尔茨海默病相关的淀粉样蛋白前体蛋白基因。

由于纳米胶囊可以重复和静脉内给药，因此它们可以获得更高的治疗效果，而不会冒更多局部化和侵入性方法的风险。

研究人员计划进一步优化二氧化硅纳米胶囊的大脑靶向能力，并评估它们在治疗各种脑部疾病方面的作用。这种独特的技术也正在研究用于将生物制剂输送到眼睛、肝脏和肺部，这可能会导致针对其他类型疾病的新基因疗法。