De hersenen zijn het meest complexe en vitale orgaan in het menselijk lichaam en verantwoordelijk voor het beheersen van onze gedachten, emoties, herinneringen en gedrag. De hersenen zijn echter ook kwetsbaar voor verschillende ziekten en aandoeningen, zoals de ziekte van Alzheimer, Parkinson, hersentumoren, beroertes en meer. Deze aandoeningen kunnen de hersenfuncties aantasten en de levenskwaliteit van miljoenen mensen beïnvloeden.
Een van de grootste uitdagingen bij het ontwikkelen van effectieve behandelingen voor hersenziekten is de bloed-hersenbarrière (BBB), een beschermende laag cellen die de hersenen omringt en voorkomt dat schadelijke stoffen binnendringen. De BBB is essentieel voor het handhaven van de homeostase van de hersenen en het voorkomen van infecties, maar blokkeert ook de toegang van de meeste medicijnen tot de hersenen, vooral grote moleculen zoals biologische geneesmiddelen.
Biologische geneesmiddelen zijn een klasse geneesmiddelen die zijn afgeleid van levende organismen, zoals antilichamen, enzymen, hormonen en groeifactoren. Ze hebben veel voordelen ten opzichte van conventionele geneesmiddelen met kleine moleculen, zoals een hoge specificiteit, potentie en veiligheid. Biologische stoffen zijn echter ook groot, hydrofiel en onstabiel, waardoor ze moeilijk de BBB kunnen passeren door passieve diffusie of actief transport.
Gelukkig hebben onderzoekers een aantal potentiële manieren gevonden om de BBB te overwinnen en biologische geneesmiddelen aan de hersenen te leveren, door gebruik te maken van de natuurlijke mechanismen die de hersenen gebruiken om voedingsstoffen en signalen te transporteren. Bij deze mechanismen zijn receptoren betrokken die tot expressie worden gebracht op het oppervlak van de BBB-endotheelcellen, die de endocytose en transcytose van hun liganden kunnen mediëren. Door biologische stoffen aan deze liganden te hechten, of door antilichamen of peptiden te ontwikkelen die aan deze receptoren kunnen binden, kunnen biologische stoffen over de BBB worden getransporteerd en de hersenen bereiken.
Enkele van de receptoren die zijn onderzocht voor de afgifte van biologische geneesmiddelen zijn:
Transferrinereceptor (TfR: TfR is een receptor die zich bindt aan transferrine, een eiwit dat ijzer in het bloed transporteert. TfR komt in hoge mate tot expressie op de BBB-endotheelcellen en kan transferrine internaliseren en transcytose. Biologische geneesmiddelen kunnen worden geconjugeerd aan transferrine of anti-TfR-antilichamen om via deze route de hersenen binnen te dringen. Een recombinant enzym op basis van TfR-antilichaam, JR-141, is bijvoorbeeld goedgekeurd voor de behandeling van mucopolysaccharidose type II, een zeldzame genetische aandoening die de hersenen en andere organen aantast.
Insulinereceptor (IR) IR is een receptor die zich bindt aan insuline, een hormoon dat de bloedsuikerspiegel reguleert. IR wordt ook tot expressie gebracht op de BBB-endotheelcellen en kan insuline internaliseren en transcytiseren. Biologische geneesmiddelen kunnen worden geconjugeerd aan insuline of anti--IR-antilichamen om via deze route de hersenen binnen te dringen. Onderzoekers hebben bijvoorbeeld anti-IR-antilichamen gebruikt om van de hersenen-afgeleide neurotrofe factor (BDNF), een eiwit dat de overleving en functie van neuronen bevordert, af te geven aan de hersenen van apen.
Lipoproteïnereceptor met lage dichtheid (LDLR): LDLR is een receptor die zich bindt aan lipoproteïnen met lage dichtheid (LDL), een type lipoproteïne dat cholesterol in het bloed transporteert. LDLR wordt wijd verspreid in de lever, de arteriële wand, de bijnierschors en andere weefsels, evenals in de BBB-endotheelcellen. LDLR kan LDL en andere lipoproteïnen die ApoB100 of ApoE bevatten, zoals VLDL en -VLDL, internaliseren en transcytose. Biologische geneesmiddelen kunnen worden ingebed in liposomen of nanodeeltjes die deze apolipoproteïnen bevatten, of worden geconjugeerd aan peptiden die aan LDLR kunnen binden, om via deze route de hersenen binnen te dringen. Onderzoekers hebben bijvoorbeeld LDLR-bindende peptiden gebruikt om paclitaxel-nanodeeltjes, een chemotherapiemedicijn, af te leveren aan de hersenen van muizen met glioblastoom, een vorm van hersenkanker.
Dit zijn slechts enkele voorbeelden van de receptoren die kunnen worden gebruikt voor de afgifte van biologische geneesmiddelen aan de hersenen. Er zijn veel andere receptoren die zijn onderzocht of worden onderzocht, zoals de leptinereceptor, de receptor voor geavanceerde glycatie-eindproducten, de scavenger-receptor en het low density lipoproteïne-receptor-gerelateerde eiwit 1. Elk van deze receptoren heeft zijn eigen voor- en nadelen, zoals specificiteit, affiniteit, expressieniveau en veiligheid. Daarom hangt de optimale keuze van de receptor af van het type, de grootte en het doelwit van het biologische geneesmiddel, evenals van de ziekte en de kenmerken van de patiënt.
De levering van biologische geneesmiddelen aan de hersenen is een veelbelovend en uitdagend onderzoeksgebied, dat nieuwe mogelijkheden zou kunnen openen voor de behandeling van hersenziekten. Er zijn echter nog veel obstakels en onzekerheden die moeten worden overwonnen, zoals het optimale ontwerp, de formulering en de toediening van de biologische geneesmiddelen, de potentiële bijwerkingen en toxiciteit van de biologische geneesmiddelen en het door de receptor-gemedieerde transport, de ethische en regelgevende kwesties, en de kosten en haalbaarheid van de productie en levering van de biologische geneesmiddelen.
Bij Prisys Biotechnology streven we ernaar innovatieve en effectieve biologische geneesmiddelen te ontwikkelen voor de behandeling van hersenziekten, met behulp van geavanceerde- technologieën en rigoureuze wetenschappelijke methoden. We hebben een team van experts op het gebied van biotechnologie, farmacologie, toxicologie, neurowetenschappen en klinisch onderzoek, die samenwerken om de uitdagingen van de levering van biologische geneesmiddelen aan de hersenen te overwinnen. We werken ook samen met academische instellingen, industriële partners en regelgevende instanties om de kwaliteit, veiligheid en werkzaamheid van onze biologische geneesmiddelen te garanderen. Onze visie is om de levens van miljoenen mensen die lijden aan hersenziekten te verbeteren, door hen te voorzien van nieuwe en gepersonaliseerde biologische therapieën.
