Nanopartikkelbasert system for levering av legemidler kan endre behandlingen av schizofreni

Schizofreni er en kompleks psykisk lidelse som er karakterisert av et bredt spekter av symptomer, som hallusinasjoner, svekkede kognitive evner og uorganisert tale eller atferd. Den er assosiert med abnormaliteter i nevrotransmisjon på grunn av en ubalanse i kjemiske nevrotransmittere. Nåværende behandlingsstrategier for schizofreni inkluderer bruk av antipsykotiske legemidler, som kan forårsake bivirkninger og er forbundet med høy risiko for hjerte- og karsykdommer. I tillegg har pasienter ofte en utilstrekkelig respons på terapeutiske legemidler, ettersom blod-hjerne-barrieren (BBB), en beskyttende barriere av celler, strengt regulerer bevegelsen av ioner og molekyler inn i hjernen.

For å overvinne BBB-barrieren og legge til rette for transport av terapeutiske legemidler inn i hjernevevet for behandling av schizofreni, har forskere utforsket muligheten for å bruke reseptormediert transcytose (RMT) ved hjelp av lavdensitetslipoproteinreseptor 1 (LRP1). Denne studien ble utført av et team ledet av førsteamanuensis Eijiro Miyako fra Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) i samarbeid med professor Yukio Ago fra Hiroshima University, professor Shinsaku Nakagawa fra Osaka University, professor Takatsuga Hirokawa fra University of Tsukuba, og Dr. Kotaro Sakamoto, en senior ledende forsker ved Ichimaru Pharcos Co., Ltd. Studien deres ble publisert i JACS Au 20. juni 2024.

Forskerne ble inspirert av tidligere funn som viser interaksjonen mellom den vasoaktive intestinale peptidreseptor 2 (VIPR2)-gendupliseringen og schizofreni, og deres egen oppdagelse av et nytt peptid, KS-133. Dette nye peptidet, KS-133, har selektiv antagonistaktivitet mot VIPR2, noe som fører til nedregulering av det. Den viktigste begrensende faktoren forbundet med KS-133 er imidlertid den lave permeabiliteten over BBB.

For å legge til rette for effektiv transport av KS-133 til hjernen, utviklet de et hjernemålrettet peptid, KS-487, som spesifikt kunne binde seg til LRP1 og påvirke RMT. Til slutt utviklet forskerne et nytt nanopartikkelbasert legemiddelleveringssystem (DDS) der KS-133-peptidet ble innkapslet med det målrettede peptidet KS-487, og studerte dets effekt i behandlingen av schizofreni.

Bruken av peptidformuleringer via DDS resulterte i effektiv legemiddeldistribusjon i hjernen hos mus. Legemiddelfrigjøringsprofiler vurdert ved farmakokinetisk analyse bekreftet rollen til det hjernemålrettede peptidet i transporten av KS-133 inn i hjernen. Videre ble effekten av DDS vurdert hos mus med indusert schizofreni ved å øke aktiveringen av VIPR2. Mus behandlet med KS-133/KS-487 nanopartikler viste signifikant forbedring i kognitiv funksjon under nye objektgjenkjenningstester, noe som kan forklares med hemming av VIPR2.

Dr. Miyako forklarte den praktiske anvendelsen og potensialet i forskningen deres: «Eksisterende legemidler involverer bare mekanismer relatert til nevrotransmittermodulering, og deres terapeutiske effekter er begrensede, spesielt for kognitiv dysfunksjon. Dermed kan vår peptidformulering brukes som et nytt legemiddel for å gjenopprette kognitiv dysfunksjon ved schizofreni.»

Avslutningsvis gir denne studien av Dr. Miyako og medforfattere preklinisk bevis for en ny terapeutisk strategi rettet mot VIPR2 som kan forbedre kognitiv svikt ved schizofreni. «Vi vil utvide studien vår til å inkludere celle- og dyremodeller samt kliniske studier på mennesker for å bekrefte effekten og sikkerheten til denne peptidformuleringen og fremme utviklingen som en ny behandling for schizofreni innen 5 år», konkluderte Dr. Miyako, som er optimistisk med tanke på de langsiktige implikasjonene av studien.

Vi håper at oppdagelsen og utviklingen av nye DDS-er ved bruk av biokompatible peptider vil revolusjonere behandlingslandskapet for schizofreni!