p Um grupo de cientistas da Academia Russa de Ciências (ICG SB RAS) e do TSU Biological Institute estabeleceu um caminho através do qual nanopartículas de vírus e substâncias orgânicas e inorgânicas do ambiente entram no cérebro. Adicionalmente, os pesquisadores relatam uma maneira simples e barata de bloquear sua entrada. Os dados obtidos pelo projeto podem desempenhar um grande papel na medicina e farmacêutica, onde as nanopartículas são cada vez mais utilizadas para o diagnóstico e tratamento de doenças graves. p “Há um grande número de nanopartículas de uma grande variedade de elementos químicos e seus compostos no meio ambiente, variando de inofensivo a tóxico, por exemplo, óxidos de metais pesados, "diz Mikhail Moshkin, diretor do Centro de Recursos Genéticos Animais de Laboratório do ICG SB RAS. “Os cientistas acumularam dados que indicam o efeito adverso das nanopartículas, por exemplo, pessoas que vivem a menos de 50 metros de grandes rodovias podem desenvolver doenças neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson e outros) devido ao acúmulo de partículas nanométricas no cérebro. "

p Os pesquisadores procuraram determinar como as nanopartículas entram no cérebro. Eles não podem penetrar pelos pulmões e vasos sanguíneos porque a barreira hematoencefálica os bloqueia do cérebro. Experimentos realizados em roedores ajudaram a calcular a trajetória do movimento das nanopartículas.

p Os pesquisadores introduziram uma solução com nanopartículas nas cavidades nasais de animais de laboratório e usaram imagens de ressonância magnética (MRI) para monitorar sua dispersão pelas estruturas do cérebro. Estudos mostraram que partículas aparecem no bulbo olfatório em três horas. A concentração aumenta e atinge o máximo após 12 horas no hipocampo, giro dentado e outras estruturas cerebrais; a carga máxima é observada após três a quatro dias. O movimento corresponde à trajetória das conexões nervosas do sistema olfatório.

p Adicionalmente, os pesquisadores descobriram que as partículas que se movem dentro da fibra nervosa podem passar por sinapses que conectam vários neurônios. Acontece que nem todas as nanopartículas superam a transmissão sináptica, por exemplo, óxido de manganês passa pelas sinapses, mas o dióxido de silício (areia) não. A razão foi determinada análise proteômica conduzida por cientistas da Erasmus University Rotterdam; mostrou que o óxido de manganês, ao contrário da areia, liga-se efetivamente à proteína AP-3, que está envolvida em processos de transmissão sináptica.

p "Falhas experimentais geralmente estão no caminho para um resultado interessante, "diz Mikhail Moshkin." Nossos pesquisadores queriam obter um efeito neurobiológico real da entrada de nanopartículas no cérebro. Em um experimento, camundongos foram injetados por via nasal com partículas de óxido de manganês por um mês. Mas nada mudou no comportamento dos ratos. E, como um estudo de ressonância magnética mostrou, nos cérebros desses ratos, não havia áreas de acúmulo de manganês de contraste magnético. Foi ainda estabelecido que uma única injeção de nanopartículas na cavidade nasal bloqueia quase completamente sua captura e entrada no cérebro durante a administração subsequente. Esses resultados deram origem a um estudo sistemático de fatores que afetam o transporte de nanopartículas da cavidade nasal para o cérebro. "

p Existem dois grupos de fatores:O primeiro são substâncias que afetam o estado da camada mucosa que cobre as extremidades dos neurônios olfatórios, e a segunda são substâncias que afetam o potencial de membrana dos receptores olfativos. Como resultado, foi possível encontrar combinações de compostos químicos que bloqueiam completamente ou aumentam significativamente o transporte de nanopartículas da cavidade nasal para o cérebro.

p Uma descoberta igualmente importante foi o fato de que a introdução de algumas nanopartículas no nariz de roedores correspondia a uma rápida redução da temperatura corporal em vários graus. Pelo caminho, os pesquisadores estabeleceram que ocorreu um fluxo de líquido cefalorraquidiano.

p "Descobriu-se que no nariz, há toda uma cascata de eventos. Os efeitos revelados são significativos para o desenvolvimento de novos métodos de termorregulação, e a solução de um problema sério, o tratamento do edema cerebral, "diz Mikhail Moshkin." Nanopartículas estão agora sendo introduzidas em vários medicamentos para aumentar sua eficiência. Os dados obtidos ajudam a entender como aumenta a concentração dessas partículas e como podem ser introduzidas no corpo do paciente. "

p Quanto a pesquisas futuras, biólogos planejam estudar a penetração de vírus, especialmente influenza. Essas informações são importantes não apenas da ciência fundamental, mas também necessárias para o desenvolvimento de medidas preventivas que contribuam para a redução das epidemias.

p Os cientistas também pretendem realizar pesquisas envolvendo pessoas em profissões de alto risco, bombeiros e soldadores, para testar o método recentemente descoberto de bloqueio de nanopartículas. Com base nos resultados obtidos, será possível desenvolver mecanismos para proteger as pessoas dos efeitos indesejáveis ​​de tais partículas.