Dit wordt immers beschermd door de bloed-hersenbarrière (BHB), die voorkomt dat toxische moleculen de hersenen kunnen bereiken. Daarbij wordt echter ook de accumulatie van geneesmiddelen in therapeutische doses in de hersenen beperkt. De BHB is in feite een barrière rond de bloedvaten die de hersenen van bloed voorzien. Ze voorkomt dat vreemde moleculen die in het bloed circuleren het centrale zenuwstelsel binnendringen.
Sommige moleculen kunnen wel langs de BHB komen, vooral als ze klein zijn, goed oplosbaar in vetten (lipofielen) en weinig geïoniseerd. Bij de meeste moleculen met een hoog therapeutisch potentieel worden de ontwikkeling en overdracht naar patiënten echter beperkt omdat ze moeilijk door de BHB kunnen dringen.
Daarom werken heel wat onderzoekers aan methoden om de toegang van geneesmiddelen tot de hersenen te verbeteren.
Sommige strategieën zijn vrij ingrijpend (rechtstreekse injectie in de hersenen), maar niet geschikt voor chronische ziekten zoals MS. Een meer aanvaardbare optie is om de BHB tijdelijk te openen met behulp van een hypertone oplossing of een fysisch hulpmiddel zoals gericht ultrageluid. Deze methoden zijn echter niet erg precies omdat ze de BHB openen voor alle moleculen die in het bloed aanwezig zijn, ook toxische.
Als alternatief ontwikkelden de onderzoekers strategieën die gebruikmaken van de natuurlijke mechanismen van het lichaam om essentiële elementen aan te leveren die de hersenen nodig hebben, zoals glucose, aminozuren of insuline. De stoffen worden vanuit het bloed naar de hersenen gebracht via ‘transporters’ of via specifieke receptoren op het oppervlak van bloedvaten in de BHB. Het is bijvoorbeeld mogelijk om de therapeutische molecule zo te wijzigen dat het lichaam ze als een van deze elementen beschouwt en voorbij de BHB vervoert. Hiervoor moet de molecule chemisch worden gemodificeerd zonder de therapeutische werking te veranderen. Dit is echter niet altijd mogelijk en moet voor elke molecule afzonderlijk worden geoptimaliseerd.
Een andere optie is de beoogde molecule inkapselen in een nanopartikel. Dit zijn kleine bolvormige deeltjes van nanogrootte (meestal tussen 100 en 200 nm) die een hele reeks moleculen kunnen dragen. Het oppervlak van nanopartikels kan worden aangepast, zodat ze in interactie gaan met de receptoren of transporters die aanwezig zijn in de bloedvaten van de BHB. Het voordeel is dat de partikels kwetsbare therapeutische moleculen beschermen, ze oplossen als ze niet in water oplosbaar zijn en het transport ervan vergemakkelijken. Daarnaast is er geen risico dat de molecule wordt geïnactiveerd, waar dit bij directe modificatie wel het geval is. Eens het nanopartikel of het oppervlak ervan is gemodificeerd, kan het bovendien voor vrijwel elke molecule worden gebruikt als transportmiddel.
Een laatste mogelijkheid is om de toedieningsweg van de molecule aan te passen. De meeste geneesmiddelen worden oraal of intraveneus toegediend. Om te voorkomen dat de molecule wordt tegengehouden door de BHB, kan nasale toediening via het olfactorische slijmvlies - Nose-to-Brain of N2B - een alternatief zijn. Deze methode is niet-invasief. De molecule kan door het olfactorische slijmvlies dringen en direct de hersenen bereiken. Natuurlijk zijn er ook beperkingen, zoals de doorgang via het neusslijmvlies (waardoor het geneesmiddel in de bloedbaan terechtkomt). De uitwerking van deze toedieningsweg krijgt echter steeds meer aandacht. Er worden bijvoorbeeld neussprays ontwikkeld die een preferentiële toediening in het olfactorische gebied mogelijk maken (Optinose™). Daarnaast wordt er gewerkt aan de samenstelling van het geneesmiddel, zodat het gemakkelijker door de olfactorische barrière kan dringen. Een voorbeeld hiervan zijn de nanopartikels.
Prof. Anne des Rieux, Louvain Drug Research Institute, UCLouvain