Nanopartikelbaserat system för läkemedelstillförsel kan förändra behandlingen av schizofreni

Schizofreni är en komplex psykisk störning som kännetecknas av ett brett spektrum av symtom, såsom hallucinationer, nedsatt kognitiv förmåga och oorganiserat tal eller beteende. Den är förknippad med avvikelser i neurotransmissionen på grund av en obalans av kemiska neurotransmittorer. Nuvarande behandlingsstrategier för schizofreni inkluderar användning av antipsykotiska läkemedel, vilka kan orsaka biverkningar och är förknippade med en hög risk för hjärt-kärlsjukdom. Dessutom har patienter ofta ett otillräckligt svar på terapeutiska läkemedel, eftersom blod-hjärnbarriären (BBB), en skyddande barriär av celler, noggrant reglerar rörelsen av joner och molekyler in i hjärnan.

För att övervinna BBB-barriären och underlätta transporten av terapeutiska läkemedel in i hjärnvävnaden för behandling av schizofreni har forskare undersökt möjligheten att använda receptormedierad transcytos (RMT) med hjälp av lågdensitetslipoproteinreceptorn 1 (LRP1). Denna studie genomfördes av ett team lett av docent Eijiro Miyako från Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) i samarbete med professor Yukio Ago från Hiroshima University, professor Shinsaku Nakagawa från Osaka University, professor Takatsuga Hirokawa från University of Tsukuba och Dr. Kotaro Sakamoto, en senior ledande forskare vid Ichimaru Pharcos Co., Ltd. Deras studie publicerades i JACS Au den 20 juni 2024.

Forskarna inspirerades av tidigare fynd som visar interaktionen mellan genduplikationen för den vasoaktiva intestinala peptidreceptorn 2 (VIPR2) och schizofreni, och deras egen upptäckt av en ny peptid, KS-133. Denna nya peptid, KS-133, har selektiv antagonistaktivitet mot VIPR2, vilket leder till dess nedreglering. Den huvudsakliga begränsande faktorn förknippad med KS-133 är dock dess låga permeabilitet över BBB.

För att underlätta effektiv transport av KS-133 till hjärnan utvecklade de en hjärnriktad peptid, KS-487, som specifikt kunde binda till LRP1 och påverka RMT. Slutligen utvecklade forskarna ett nytt nanopartikelbaserad läkemedelsleveranssystem (DDS) där KS-133-peptiden inkapslades med den riktade peptiden KS-487 och studerade dess effekt vid behandling av schizofreni.

Applicering av peptidformuleringar via DDS resulterade i effektiv läkemedelsdistribution i mössens hjärna. Läkemedelsfrisättningsprofiler utvärderade genom farmakokinetisk analys bekräftade den hjärnriktade peptidens roll i transporten av KS-133 in i hjärnan. Dessutom utvärderades effekten av DDS hos möss med inducerad schizofreni genom att öka aktiveringen av VIPR2. Möss behandlade med KS-133/KS-487 nanopartiklar visade signifikant förbättring av kognitiv funktion under nya objektigenkänningstester, vilket kan förklaras av hämningen av VIPR2.

Dr. Miyako förklarade den praktiska tillämpningen och potentialen i sin forskning och konstaterade: "Befintliga läkemedel involverar endast mekanismer relaterade till neurotransmittormodulering, och deras terapeutiska effekter är begränsade, särskilt för kognitiv dysfunktion. Därför kan vår peptidformulering användas som ett nytt läkemedel för att återställa kognitiv dysfunktion vid schizofreni."

Sammanfattningsvis ger denna studie av Dr. Miyako och medförfattare prekliniska bevis för en ny terapeutisk strategi riktad mot VIPR2 som kan förbättra kognitiv försämring vid schizofreni. ”Vi kommer att ytterligare utöka vår studie till att omfatta cell- och djurmodeller samt kliniska prövningar på människor för att bekräfta effekten och säkerheten hos denna peptidformulering och främja dess utveckling som en ny behandling för schizofreni inom 5 år”, avslutade Dr. Miyako, som är optimistisk om de långsiktiga konsekvenserna av deras studie.

Vi hoppas att upptäckten och utvecklingen av nya DDS med hjälp av biokompatibla peptider kommer att revolutionera behandlingslandskapet för schizofreni!