Лечение на Алцхаймер с нови алтернативни лекарства, билки и добавки

Лечението на Алцхаймер с алтернативни лекарства и билки набира все по-голяма популярност сред хората, търсещи естествени начини за справяне със симптомите на деменция.

В тази статия ще разгледаме най-новите алтернативни методи за лечение на болестта на Алцхаймер – включително билки с доказани ползи за мозъчната функция, природни добавки и иновативни терапии. Открийте кои натурални средства могат да подпомогнат паметта, концентрацията и когнитивното здраве при пациенти с деменция и Алцхаймер.

Преди да се пристъпи към обсъждане и прилагане на лечение за болестта на Алцхаймер, е от съществено значение пациентите да бъдат изследвани за възможна инфекция с Борелия (лаймска болест) или Бабезия. Тези патогени могат да засегнат централната нервна система и да доведат до когнитивен спад, който погрешно се диагностицира като Алцхаймер.

В някои случаи деменцията и невродегенеративните симптоми не са самостоятелно заболяване, а последствие от нелекувана или недиагностицирана инфекция. Затова е необходимо използването на максимално високо чувствителни диагностични тестове за изследване на лаймска болест, които да изключат тази възможност, преди да се приеме окончателно диагнозата Алцхаймер. Правилната диагностика е ключова за успешното лечение и забавяне на болестния процес.

Лечение на Алцхаймер с нови лекарства, билки и иновативни технологии

Болестта на Алцхаймер засяга милиони хора по света и променя не само живота на пациентите, но и на техните близки. Докато традиционната медицина предлага ограничени възможности за лечение, интересът към алтернативни терапии расте с всяка година. Все повече изследвания сочат, че някои билки, натурални добавки и нови алтернативни лекарства могат да помогнат за облекчаване на симптомите или дори да забавят прогреса на заболяването. В тази статия ще разгледаме най-обещаващите алтернативни методи за справяне с Алцхаймер – терапия с евгенол с липозомно масло от карамфил.

Липозмно масло от карамфил с Евгенол – природна надежда срещу Алцхаймер?

Ново изследване показва, че евгенол – основната активна съставка в карамфила – може да помогне в борбата с болестта на Алцхаймер. Учени са изпробвали веществото върху специално създадени мишки с характеристики, наподобяващи човешкия Алцхаймер, и резултатите са впечатляващи.

След два месеца лечение, мишките показват значително подобрение в паметта и когнитивните си способности. Освен това, евгенолът намалява натрупването на вредни амилоидни плаки в мозъка и защитава мозъчните клетки от разрушаване. Ефектът се дължи на способността му да потиска възпалителни процеси и да активира клетките, които „почистват“ мозъка от токсични натрупвания.

Резултатите сочат, че евгенолът има реален потенциал като част от бъдещите алтернативни терапии срещу Алцхаймер – и то с природен произход.

Липозомното масло от карамфил – иновативна алтернатива с по-висока ефективност от традиционните етерични масла

Въведение

Етеричните масла отдавна се използват в природната медицина заради техните антисептични, противовъзпалителни и антиоксидантни свойства. Сред тях маслото от карамфил (Syzygium aromaticum) се отличава със силно изразените си терапевтични ефекти, основно благодарение на активната съставка евгенол. С развитието на нанотехнологиите обаче, се появява ново поколение продукти – липозомни масла, които предлагат значително по-добро усвояване и биологична ефективност в сравнение с класическите етерични масла.

Какво представлява липозомното масло от карамфил?

Липозомното масло от карамфил се получава чрез инкапсулиране на етеричното масло в липозоми – микроскопични сферични структури, съставени от фосфолипиди, наподобяващи мембраната на човешките клетки. Тези наночастици защитават активните съставки от разграждане в храносмилателната система и улесняват директното им транспортиране до целевите тъкани, включително и до мозъка.

Предимства пред обикновеното етерично масло от карамфил

1. По-висока бионаличност

Обикновените етерични масла често се усвояват слабо при перорален прием поради тяхната ниска разтворимост във вода и чувствителност към стомашни киселини. Липозомната форма защитава активните молекули и значително увеличава бионаличността на евгенола.

2. По-добро проникване през кръвно-мозъчната бариера

Изследвания показват, че липозомите могат да улеснят преминаването на евгенол през кръвно-мозъчната бариера, което е ключов фактор за неврологични заболявания като болестта на Алцхаймер. Това позволява на евгенола да достигне до централната нервна система в ефективни концентрации.

3. Контролирано и продължително освобождаване

Липозомната структура осигурява постепенно освобождаване на активното вещество, поддържайки стабилна концентрация в организма за по-дълъг период. Това повишава терапевтичния ефект и намалява нуждата от често дозиране.

4. Намаляване на дразнене и токсичност

Чистите етерични масла могат да бъдат дразнещи при директен контакт с лигавици или кожа. Липозомната форма значително намалява риска от локално дразнене и системна токсичност, като позволява по-безопасно и удобно приложение.

Научна обосновка

В контекста на невродегенеративните заболявания, като Алцхаймер, евгенолът проявява неврозащитни, противовъзпалителни и антиоксидантни свойства. Въпреки това, прилагането му в класическа форма е ограничено именно от слабото му усвояване и нестабилност. Липозомната технология предлага ефективна платформа за доставяне, която преодолява тези бариери и оптимизира терапевтичния потенциал на съединението.

Заключение

Липозомното масло от карамфил представлява съвременна и значително по-ефективна алтернатива на традиционните етерични масла. Комбинирайки мощния ефект на евгенола с предимствата на нанотехнологиите, този иновативен продукт предлага по-висока бионаличност, по-добра насоченост и повишена безопасност. В контекста на съвременната фитотерапия и превенция на невродегенеративни заболявания, липозомното масло от карамфил заслужава сериозно внимание като част от бъдещите алтернативни лечебни подходи.

Защо обикновените етерични масла не могат да бъдат ефективни в терапията на невродегенеративни заболявания

Етеричните масла отдавна се използват в традиционната медицина заради техните антисептични, противовъзпалителни и релаксиращи свойства. Въпреки това, когато става въпрос за сериозни и комплексни заболявания като болестта на Алцхаймер или Лаймска болест, обикновените етерични масла в традиционната си форма не могат да бъдат ефективни терапевтични средства. Причините са както биохимични, така и фармакокинетични.

Слаба бионаличност и нестабилност

Много от активните компоненти в етеричните масла (напр. евгенол, линалол, карвакрол) са летливи, нестабилни и силно липофилни. Това означава, че:

• те се разграждат бързо при контакт със светлина, въздух или висока температура;
• усвояването им в организма е ограничено, особено при перорален прием;
• в кръвообращението достигат до ниски концентрации, недостатъчни за клиничен ефект.
• разграждат се бързо от черния дроб, който не позволява задържане в тялото
• остават за кратко и предимно в стомашно-чревния тракт преди да се отделят от организма

Евгенол облекчава патологичните прояви на болестта на Алцхаймер при мишки от модел 5×FAD

Оригинална публикация: Eugenol relieves the pathological manifestations of Alzheimer’s disease in 5×FAD mice

Болестта на Алцхаймер (БА) е прогресивно невродегенеративно заболяване, характеризиращо се с натрупване на амилоид-бета (Aβ) и силно изразено невровъзпаление, което води до загуба на неврони и когнитивни нарушения. Евгенолът – основна активна съставка на карамфила (Syzygium aromaticum) – притежава разнообразни терапевтични свойства, включително неврозащитни и противовъзпалителни ефекти, благодарение на своя многокомпонентен механизъм на действие.

Цел:
Изследването има за цел да оцени ефекта на евгенола върху патологичните прояви на Алцхаймер, използвайки миши модел 5×FAD, който симулира фамилната форма на заболяването.

Методи:
Мишки на възраст 8 месеца (както от модела 5×FAD, така и здрави) са третирани с евгенол в дози от 10 или 30 мг/кг дневно през устата за период от два месеца. Проведени са поведенчески тестове (Y-лабиринт и воден лабиринт на Морис) за оценка на когнитивните функции. След тестовете са извършени молекулярни анализи за определяне на терапевтичния механизъм на евгенола.

Резултати:
Резултатите показват, че лечението с евгенол значително подобрява когнитивните способности на мишките от модел 5×FAD. Това подобрение се свързва с намаляване на характерните патологични промени при Алцхаймер – като загуба на неврони и натрупване на амилоидни плаки. Евгенолът инхибира активирането на некроптоза (форма на клетъчна смърт) и увеличава фагоцитозата от микроглията, което допринася за понижаване на Aβ отлаганията и защита на невроните.

Заключение:
Данните от изследването показват, че евгенолът има потенциал като терапевтично средство при болестта на Алцхаймер.

Въведение

Болестта на Алцхаймер (БА) е невродегенеративно заболяване и водеща причина за деменция (Slot et al., 2019). Пациентите с БА проявяват прогресивно влошаване на паметта и разпознаването, вследствие на постепенна загуба на функционални неврони в мозъка (DeTure и Dickson, 2019; Gomez-Isla et al., 1997). Въпреки че пълният механизъм на патофизиологията на заболяването остава неясен, патологичното натрупване на амилоид-бета (Aβ) се счита за ключов процес в неговото развитие (Glenner и Wong, 1984; Selkoe и Hardy, 2016). Aβ представлява 4-kDa пептиден фрагмент, получен от амилоиден прекурсорен протеин (APP) чрез действието на β- и γ-секретаза. Повишената продукция или нарушеното изчистване на Aβ водят до неговото натрупване и агрегация, което стимулира невровъзпаление, оксидативен стрес и невронална дегенерация (O’Brien и Wong, 2011). Поради това, елиминирането или инхибирането на токсичните ефекти на Aβ се разглежда като потенциална терапевтична стратегия при БА (Scheltens et al., 2021).

Невровъзпалението също се определя като ключов фактор, влияещ върху прогнозата при БА. Повишени нива на възпалителни и имунни отговори се наблюдават както при пациенти, така и в животински модели на заболяването (Baulch et al., 2020; Patel et al., 2005; Rogers et al., 1988). Проучванията показват силна корелация между възпалението и натоварването с Aβ, особено преди клиничната манифестация на заболяването (Ismail et al., 2020). Освен това, Aβ засилва възпалителните процеси чрез активация на микроглията и астроцитите. Активираните глиални клетки секретират цитотоксични цитокини, които увреждат и убиват невроните (Barger и Harmon, 1997; Cagnin et al., 2001; Kinney et al., 2018; Tan et al., 1999). Данни от предходни изследвания сочат, че противовъзпалителни медикаменти могат да забавят прогресията на БА (Breitner et al., 1994; Rich et al., 1995). Следователно, модулирането на възпалителния отговор би могло да бъде терапевтично полезно.

Евгенолът (4-алилил-2-метоксибензенол) представлява етерично масло, открито в карамфил, канела, босилек (тулси), дафинов лист, риган и мащерка (Taleuzzaman et al., 2021). Предходни in vitro и in vivo изследвания показват, че евгенол проявява антиоксидантни, противовъзпалителни и неврозащитни свойства (Nisar et al., 2021). Установено е, че евгенол предотвратява невронална смърт в PC12 клетки, третирани с Aβ, както и инхибира транскрипционната активация на проапоптотичния протеин Bax и потиска редуцирането на антиапоптотичния протеин Bcl-2 (Liang et al., 2015). Допълнително, евгенолът подобрява нарушенията в паметта и намалява броя на амилоидните плаки, което говори за негов потенциален терапевтичен ефект (Taheri et al., 2019). Въпреки това, точният механизъм на действие на евгенола при БА остава неясен.

Настоящото изследване има за цел да изследва ефектите на евгенола върху патологичните характеристики на болестта на Алцхаймер, както и да идентифицира потенциални механизми на действие, използвайки 5×FAD миши модел – генетично модифициран модел, носещ пет мутации, свързани с фамилна форма на заболяването и проявяващ патологии, сходни с тези при хора (Oakley et al., 2006).

Нека да разгледаме още важна публикация за лечение на Алцхаймер с липозмни нанотехнологии

Липозомни системи за доставяне на лекарства при болестта на Алцхаймер

Оригинална публикация: Liposome delivery systems for the treatment of Alzheimer’s disease

Болестта на Алцхаймер (БА) се очаква да засегне около 115 милиона души в световен мащаб до 2050 година. Характеризира се с натрупване на неправилно нагънати и агрегирани протеини – β-амилоид и тау – във вид на сенилни плаки и неврофибриларни снопчета в мозъка. Съществуващите в момента медикаменти осигуряват само временно облекчение на симптомите, без да забавят или спират прогресията на заболяването. Затова е необходима разработката на нови лекарства, насочени към основните патологични процеси с цел спиране или обръщане на когнитивния спад.

Въпреки това, традиционните лекарствени молекули и биологични агенти показват изключително ниска успеваемост в клиничните изпитвания. На този фон целевите нанолипозоми се очертават като обещаваща и жизнеспособна стратегия за доставка на лекарства при БА, въпреки че все още не са достигнали до клинична практика.

Липозомите са биосъвместими, притежават висока гъвкавост и имат способността да пренасят разнообразни терапевтични молекули през кръвно-мозъчната бариера (КМБ) до невроналната тъкан. Те могат да бъдат модифицирани така, че да удължат циркулацията си в кръвта и да се насочат към специфични патологични мишени – индивидуално или в комбинация.

До момента са разработени различни модификации на липозомите, включително свързване с пептиди, проникващи през мозъчната бариера, както и използване на β-амилоид-свързващи лиганди, като фосфатидна киселина, куркумин и ретро-инвертирани пептиди, които инхибират агрегацията на Aβ. Интегрирането на няколко такива модификации в мултифункционални липозоми представлява изключително актуална област на изследване.

Настоящият преглед се фокусира върху съвременните подходи с липозомни системи при лечението на БА, механизмите, чрез които те преминават през КМБ, и оценката на нови терапевтични молекули, насочени към инхибиране на агрегацията на Aβ и/или тау протеини.

Болестта на Алцхаймер засяга над 36 милиона души в световен мащаб, като се очаква този брой да надхвърли 115 милиона до 2050 г. поради застаряването на населението. Заболяването представлява тежко невродегенеративно разстройство, водещо до масивна загуба на неврони и синапси, влошаване на паметта, когнитивен спад и поведенчески нарушения.

Една от основните хипотези за патогенезата на Алцхаймер е свързана с прогресивното натрупване на патологични протеинови агрегати в мозъка, което води до невродегенерация и деменция. Основни участници в този процес са β-амилоидът (Aβ), който формира извънклетъчни сенилни плаки, и тау протеинът, който участва в образуването на вътреклетъчни неврофибриларни снопчета (NFTs). Смята се, че особено токсични са олигомерните форми на Aβ, които нарушават синаптичната функция и са пряко свързани с уврежданията на паметта.

Въпреки че ролята на Aβ и тау е добре установена, много аспекти от молекулния механизъм на заболяването остават неизяснени. Има доказателства, че агрегацията на тези протеини води до увреждане на клетъчните мембрани, оксидативен стрес чрез повишено образуване на свободни радикали и активиране на възпалителни процеси. Освен това, натрупването на тау-протеин може да наруши вътреклетъчния транспорт и да доведе до допълнително невронално увреждане.

Съществуващите медикаменти, като инхибитори на ацетилхолинестеразата и антагонисти на NMDA-рецептори (напр. мемантин), не засягат основните патогенетични механизми на БА. Те осигуряват само временно облекчение на симптомите, без да спират или забавят напредването на болестта, и често са съпроводени от значителни странични ефекти. Необходими са нови терапевтични стратегии, насочени към превенция, забавяне или обръщане на невродегенерацията, но над 200 кандидат-лекарства с различни молекулни мишени са се провалили в клинични изпитвания.

Предизвикателства и потенциал на липозомите при лечението на Болест на Алцхаймер

За да бъде ефективно, всяко терапевтично средство при Болест на Алцхаймер трябва да премине през кръвно-мозъчната бариера (КМБ) – физиологична бариера, която блокира достъпа на приблизително 98% от всички потенциални невротерапевтични молекули. В този контекст, липозомите предлагат уникални възможности като биосъвместими, гъвкави носители на лекарства, способни да пренасят различни биоактивни молекули през КМБ и директно в мозъчните клетки.

Още от създаването си през 1961 г., липозомите привличат интерес в областта на лекарственото доставяне. Едва в последните години обаче започнаха активно да се изследват като средство за доставка на медикаменти, насочени към централната нервна система. Благодарение на липидната си структура, която наподобява клетъчните мембрани, те позволяват лесно модифициране и персонализиране според конкретната терапевтична цел.

Прости (нетаргетирани) липозоми могат да доставят лекарства до мозъка чрез неинвазивни пътища като интраназално приложение. Но за преминаване през КМБ и достигане на специфични мозъчни зони са необходими модифицирани, таргетирани липозоми, снабдени с пептиди, антитела или други лиганди, които разпознават патологични мишени – като амилоидни плаки или тау агрегати.

Липозомите могат да инкапсулират както хидрофилни, така и липофилни/хидрофобни терапевтични молекули – водоразтворимите съединения се намират във вътрешната водна фаза, а мастноразтворимите се вграждат в липидния бислой. Освен това, различни терапевтични агенти могат да бъдат прикрепени и към повърхността на липозомата. Тези различни конфигурации позволяват създаването на мултифункционални системи за едновременна доставка на няколко лекарства, което е особено подходящо за мултифакторни заболявания като Болест на Алцхаймер.

Благодарение на тези свойства, липозомите се разглеждат като обещаваща платформа за нови и ефективни терапии при Алцхаймер, с фокус върху инхибирането на Aβ и тау агрегацията и подобряване на целевото доставяне на лекарства през КМБ.

Кръвно-мозъчната бариера (КМБ) и стратегии за лекарствено доставяне до мозъка

Характеристика на КМБ

Кръвно-мозъчната бариера (КМБ) представлява метаболитна и транспортна бариера, която защитава мозъка от потенциално вредни вещества и патогени. Тя се състои от ендотелни клетки на мозъчните капиляри, които са свързани чрез тесни междуклетъчни връзки (tight junctions), ограничаващи парацелуларния транспорт (междуклетъчен пренос). Освен това, в структурата на КМБ присъстват и ензими с разграждащо действие, които могат да разрушат молекули по време на опита им да преминат в мозъка.

Въпреки тези бариерни функции, съществуват специфични механизми, чрез които жизненоважни за мозъчната функция вещества все пак могат да преминат през КМБ. Тези механизми могат да бъдат експлоатирани при разработката на системи за целенасочено доставяне на лекарства към централната нервна система.

Ранни стратегии за преодоляване на КМБ

В началото учените се опитвали да използват пасивна дифузия за пренос на молекули през КМБ – механизъм, който позволява преминаването на малки липофилни съединения, като някои аминокиселини, нуклеозиди и малки пептиди. Това довежда до разработването на малки липофилни лекарства, способни да преминават през ендотелните клетки. Въпреки това, този подход изключва голяма част от потенциалните терапевтични агенти, които са хидрофилни или с по-голяма молекулна маса.

Друг подход се фокусира върху създаването на малки водоразтворими молекули, с цел използване на парацелуларния хидрофилен дифузионен път. Но заради стегнатите връзки между ендотелните клетки на КМБ, повечето от тези молекули не успяват да проникнат в мозъка, което прави тази стратегия ограничена по своята ефективност.

Алтернативни методи за заобикаляне на КМБ

Интрацеребралното или интрацеребровентрикуларното прилагане на лекарства заобикаля директно КМБ и позволява доставка на медикаменти директно в мозъчната тъкан. Въпреки това, тези методи са инвазивни и клинично неприложими в повечето случаи.

Всички лекарства, прилагани по периферен път – било то орално или интравенозно, неизбежно се изправят пред бариерата, наложена от КМБ.

Сред алтернативите се откроява подходът чрез интраназално доставяне – например чрез назални спрейове, използващи обонятелния път за достигане до мозъка. Тази стратегия избягва КМБ и има обещаващ потенциал.

Друга значима стратегия е използването на естествено съществуващите активни механизми на транспортиране през КМБ, включително:

• Транспортерно-медиирана трансцитоза (carrier-mediated transcytosis)
• Рецепторно-медиирана трансцитоза (receptor-mediated transcytosis)
• Клетъчно-медиирана ендоцитоза
• Адсорбтивна трансцитоза

Тези механизми позволяват навлизането на специфични молекули в мозъка чрез взаимодействие с преносни или рецепторни системи и са обект на активни изследвания в контекста на нанотехнологиите и липозомните системи за доставка на лекарства при невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер.

Липозомни подходи при лечението на болестта на Алцхаймер

В търсене на ефективна терапия за болестта на Алцхаймер (БА) се разработват различни видове наночастици, включително твърдолипидни наночастици, магнитни наночастици, дендримери и липозоми, които се разглеждат като потенциални носители на лекарства. Една от основните стратегии е насочена към постигане на селективно натрупване в мозъка, чрез таргетиране на рецептори или транспортери, които са високо експресирани на кръвно-мозъчната бариера (КМБ). Също така се полагат усилия за повишаване на стабилността на лекарствата, например чрез използване на ненатурални аминокиселини при пептидни лекарства, които ги правят по-устойчиви на протеолитично разграждане.

Друга алтернативна стратегия е интраназалното приложение, което позволява директна доставка до мозъка през обонятелния регион, без да се нарушава КМБ. През последните години интересът се фокусира все повече върху липозомите като потенциални носители на активни вещества за лечение на БА.

Транспортиране на липозоми през кръвно-мозъчната бариера

Механизмите, чрез които липозомите могат да преминат през КМБ, са предмет на интензивно изследване и дискусии. Първоначално се предполагаше, че фосфолипидният бислой на липозомите сам по себе си може да улесни преминаването през биологични мембрани, включително КМБ. Но този механизъм се оказа неефективен в изолация.

Впоследствие се разработиха различни модификации на липозомите, които използват съществуващи активни механизми за транспорт през КМБ, като:

• Адсорбтивна трансцитоза – базирана на електростатично взаимодействие между отрицателния заряд на КМБ и положително заредени (катионни) липозоми, които предизвикват вътреклетъчно усвояване. Въпреки това, този подход има ограничения, тъй като катионните липозоми често се натрупват неспецифично в периферни тъкани и се свързват със серумни протеини, което налага използването на по-високи (потенциално токсични) дози за постигане на терапевтичен ефект.

• Транспортерно-медиирана трансцитоза – използва се способността на естествени молекули като глюкоза или глутатион (GSH) да преминават през КМБ чрез специфични транспортери. Свързването на такива молекули към повърхността на липозомите може да улесни селективното им преминаване през бариерата.

• Рецепторно-медиирана трансцитоза – предлага особено голям терапевтичен потенциал, тъй като чрез използване на специфични лиганди може да се насочва доставката на липозомите към конкретни рецептори на КМБ, като например инсулиновия или трансфериновия рецептор. Това позволява високоспецифична доставка на терапевтични агенти до мозъка.

Наред с тези механизми, продължава активният интерес към стратегии, които директно улесняват проникването на липозомите през КМБ, като един от най-обещаващите подходи включва използването на пептиди, проникващи в клетки (CPPs – cell-penetrating peptides). Тези пептиди могат да се свържат към повърхността на липозомите и да подобрят тяхната способност за преминаване през клетъчните мембрани, включително и през тази на КМБ.

Интраназално доставяне на липозоми

Интраназалното приложение на липозомни формулации представлява обещаваща алтернатива на традиционните методи за доставка на лекарства до мозъка, тъй като заобикаля кръвно-мозъчната бариера (КМБ). Този подход се основава на директна абсорбция от носната кухина към мозъка чрез обонятелния и тригеминалния нерв. Капсулирането на активни съставки в липозоми подобрява проникването по този път, като ги защитава от ензимна деградация и подпомага преминаването им през мукозната бариера.

В скорошно проучване е демонстрирана ефективна интраназална доставка на липозомно инкапсулиран антиамилоиден пептид H102 („β-breaker“ пептид). Резултатите показват задоволителни концентрации на лекарството в мозъка и ниска токсичност, което потвърждава потенциала на този подход за невротерапия.

Оптимизация на везикулите: размер и липиден състав

Размер на липозомите

Размерът на липозомите, както и техният липиден състав, значително влияят върху циркулацията им в кръвния поток и способността им да достигнат мозъка. За ефективна мозъчна доставка се предпочитат нанолипозоми с размер до 100 nm, тъй като малките везикули по-лесно преминават през КМБ. Все пак някои изследвания сочат, че липозоми с размер между 100 и 140 nm имат предимства като по-дълъг полуживот в кръвта и намалена свързаност с плазмени протеини, в сравнение с по-големите частици.

Големите нанолипозоми (~250 nm) се елиминират от циркулацията два пъти по-бързо от липозомите с размер 100 nm. В същото време, по-малките липозоми (<100 nm) имат ограничен капацитет за натоварване с активни вещества, което води до по-ниска ефективност на инкапсулацията. Следователно, изборът на оптимален размер зависи от конкретното терапевтично приложение, изискванията за стабилност и желаната фармакокинетика.

Липиден състав на липозомите

Най-често използваните фосфолипиди при производството на липозоми включват както синтетични съединения (напр. 1,2-дипалмитоилил-sn-глицеро-3-фосфохолин), така и естествени липиди, като фосфатидилхолин (PC), сфингомиелин (SP) и лецитин (LC). Естествените липиди, особено когато са извлечени от животински източници (напр. мозък от говеда), крият риск от замърсяване с вируси, приони или токсини, но са по-евтини, изискват по-малко разтворители и се приемат по-лесно от регулаторните органи, особено когато са с растителен произход.

Холестеролът често се добавя към липозомите по време на формулирането, тъй като повишава стабилността на везикулите както in vivo, така и in vitro, намалява пропускливостта и модифицира структурата и функцията на липидния бислой.

Интересно е, че β-амилоидният пептид (Aβ) предпочита да се свързва с анйонни фосфолипиди, инкорпорирани в липозомите. Това явление може да има протективен ефект, като подпомага извеждането на токсичен Aβ от мозъчната среда.

За удължаване на циркулацията на липозомите в кръвния поток и избягване на имунната система, се използват така наречените „stealth liposomes“, най-често чрез PEG-илиране с полимери като DSPE-PEG2000. Освен PEG, са изследвани и други биосъвместими покрития като аглутинин от пшеничен зародиш, хитозан, копринен фиброин и поливинилов алкохол, които осигуряват подобни „невидими“ свойства.

Модификация на липозомите

Липозомите могат да бъдат функционализирани по различни начини, за да се увеличи техният терапевтичен потенциал. Модификациите включват:

• Прикрепване на молекули към външната повърхност на липозомата – например лиганди за рецептори на КМБ.
• Инкапсулиране на активни вещества във вътрешната водна сърцевина (хидрофилни молекули) или в липидния бислой (липофилни молекули).
• Комбинирани (мултифункционални) модификации, които позволяват едновременно насочване към няколко патологични мишени.

Такива стратегии са особено подходящи за мултифакторни заболявания като болестта на Алцхаймер и се намират във фокуса на интензивни научни разработки.

Stealth липозоми и механизми за транспортиране през кръвно-мозъчната бариера (КМБ)

Stealth липозоми (PEG-илирани липозоми)

Обикновените липозоми, когато се намират в кръвообращението, бързо се покриват от плазмени протеини (напр. фибриноген, имуноглобулини, комплементни протеини), образувайки така наречената „протеинова корона“. Това води до активация на фагоцитни системи и бързо елиминиране на липозомите от циркулацията.

За да се удължи циркулационният полуживот и да се подобри фармакокинетичният профил, са създадени т.нар. stealth липозоми, при които към липидния бислой се добавя полиетиленгликол (PEG) или друг полизахарид. PEG има висока хидратация и създава „воден облак“ около молекулата, което намалява взаимодействието с плазмените протеини и предпазва от фагоцитоза.

В резултат, PEG-илираните липозоми се задържат по-дълго в кръвообращението, но това не гарантира, че ще преминат през КМБ. За да се осигури ефективен транспорт през бариерата, е необходимо PEG да служи като основа за прикрепване на допълнителни функционални компоненти, които улесняват насочената доставка.

Таргетирани механизми за преминаване на липозоми през КМБ

Глутатион (GSH)

Глутатионът (GSH) е ендогенен трипептид и мощен антиоксидант, който играе важна защитна роля в мозъка. Поради това, съществува активен механизъм за транспортирането му през КМБ чрез специфичен натрий-зависим транспортер, който е силно експресиран в мозъчния ендотел. Макар механизмът на този транспорт да не е напълно изяснен, той може да бъде използван за таргетирана доставка на лекарства.

Стратегията G-Technology® използва PEG-илирани липозоми с прикрепен глутатион (GSH-PEG), които показват успешно проникване в мозъка при двойно трансгенни мишки (APP/PS1 модел на Алцхаймер). Все пак, насищането на рецепторите ограничава ефективността на системата, което налага допълнителна оптимизация.

Глюкоза

Както и GSH, глюкозата също използва транспортерно-медииран механизъм за преминаване през КМБ. Свързването на глюкоза към повърхността на липозоми повишава тяхната способност да навлизат в мозъка. Изследвания показват, че дължината на PEG веригата е ключов фактор:

• Къси вериги – не позволяват ефективно взаимодействие между глюкозата и КМБ;
• Дълги вериги – прекалено гъвкави, сгъват се и ограничават достъпа до транспортерите;
• Средна дължина – оптимална за балансиране на гъвкавостта и достъпността, осигурява най-добро преминаване.

Трансферин (Tf)

Рецепторът за трансферин (TfR) е сред най-често използваните мишени за таргетиране към КМБ, тъй като трансферинът е гликопротеин, транспортиращ желязо, важен за мозъчния метаболизъм и ограничаването на оксидативния стрес.

TfR-медиираната ендоцитоза е доказано средство за транспортиране на Tf-модифицирани липозоми през КМБ както in vitro, така и in vivo. Ограничение на този подход е естествената конкуренция с ендогенен трансферин, което намалява ефективността. Това може да бъде частично преодоляно чрез използване на моноклонални антитела с по-висок афинитет към TfR, които избягват конкуренцията. Най-добри резултати се постигат при мултифункционални липозоми, комбиниращи няколко модификации за повишен транспорт.

Лактоферин (Lf)

Лактоферинът е друг железо-свързващ гликопротеин, чиито рецептори (LfR) също са високо експресирани върху КМБ, особено при болестта на Алцхаймер. Това го прави подходяща мишена за доставяне на лекарства.

Лактоферин-модифицирани липозоми (Lf-PCLs) стават положително заредени при свързване с Lf рецепторите, което улеснява тяхното сливане с ендотела на КМБ и преодоляване на бариери като нестабилност или неспецифична абсорбция. Изследвания при гризачи показват, че тази система може да бъде особено ефективна за насочена доставка на лекарства при Алцхаймер.

mApoE

Apolipoprotein E (ApoE) е гликопротеин, отговорен за транспортирането на холестерол и липиди от плазмата до централната нервна система. Той съдържа пептиден свързващ домен, който позволява преминаване през кръвно-мозъчната бариера (КМБ). Пептидна последователност, съдържаща този домен (наречена mApoE), е използвана in vitro за улесняване на преминаването на липозоми през КМБ.

Въпреки това, ефективността на mApoE като самостоятелна стратегия за транспорт през КМБ остава ограничена, тъй като самият ApoE също е частично задържан от бариерата. Затова mApoE най-често се използва в комбинация с други липозомни модификации, които подобряват таргетираното доставяне и проникване в мозъка.

Пептиди, проникващи в клетки (CPPs)

През последните две десетилетия са идентифицирани CPPs (cell-penetrating peptides), които могат да проникват през биологични мембрани, включително КМБ, по нетоксичен начин и без нужда от рецептори или енергийни източници. Това ги прави особено ценни при случаи, в които насищането на рецепторите ограничава ефективността на други транспортни механизми.

Повечето CPPs съдържат положително заредени аминокиселини, като аргинин и лизин, които взаимодействат с отрицателно заредените фосфатни групи на клетъчните мембрани, подпомагайки вътреклетъчното навлизане.

Най-добре проучен е TAT пептидът от вируса на HIV-1, който успешно се използва за доставяне на липозомни наночастици до мозъка. За да се избегне разграждането от протеази и да се повиши бионаличността in vivo, се използват ретро-инвертирани форми на TAT, при които аминокиселините са в D-форма и подредени в обратен ред. Алтернативни CPPs, като полиаргинини (например окта-аргинин) и пептидът Penetratin, също показват ефективност при доставка на терапевтични агенти до мозъка при миши модели като SAMP8.

Мултифункционализирани липозоми и насочване към Aβ

Най-ефективните липозомни системи за терапия на Алцхаймер обикновено комбинират няколко модификации, които едновременно:

• Улесняват преминаването през КМБ
• Насочват липозомата към патологични мишени, като β-амилоид (Aβ)

Агрегацията на Aβ в мозъка е ключов фактор за синаптичните увреждания и когнитивния спад при болестта на Алцхаймер. Намаляването на Aβ-натоварването чрез инхибиране на агрегацията или чрез стимулиране на изчистването от мозъка е важна цел на терапията.

mApoE-PA липозоми

Ключово изследване, проведено от Balducci et al., оценява ефективността на бифункционални липозоми, модифицирани с:

• mApoE – за преминаване през КМБ
• Фосфатидна киселина (PA) – с висок афинитет към Aβ

Тези mApoE-PA липозоми (mApoE-PA-LIP) успяват да дезагрегират Aβ фибрили in vitro, ефект, който не се наблюдава при липозоми, модифицирани само с mApoE или PA. Счита се, че това се дължи на синергично взаимодействие – отрицателно заредената фосфатна група на PA се свързва с положително заредени аминокиселини на Aβ, докато положителният заряд на mApoE взаимодейства с отрицателните региони на Aβ.

In vivo резултати също подкрепят тази хипотеза, показвайки намаляване на амилоидната плакова натовареност само при прилагане на mApoE-PA-LIP. Интересно е, че навлизането на тези липозоми в мозъка е слабо, въпреки mApoE-модификацията.

„Sink Effect“ стратегия

Последващо проучване от Mancini et al. разкрива механизъм, известен като „ефект на мивка“ (sink effect), при който пероралното или периферно прилагане на Aβ-свързващ агент (в случая mApoE-PA-LIP) стимулира изнасянето на Aβ от мозъка в кръвта. Изследванията показват, че плазменото ниво на Aβ се повишава, без значително количество липозоми да навлизат в мозъка. Това предполага, че липозомите действайки в периферията, създават концентрационен градиент, който стимулира пасивен изход на Aβ през КМБ.

Перспективни липозомни и пептидни системи за лечение на болестта на Алцхаймер

Системи, базирани на периферно свързване с Aβ

Описаната по-рано бифункционална липозомна система mApoE-PA-LIP, въпреки ограниченото ѝ проникване в мозъка, разкрива възможността за терапевтичен ефект чрез т.нар. “ефект на мивка” (sink effect) – концепция, при която свързването на Aβ в периферията може да създаде концентрационен градиент и да насърчи изчистването на β-амилоид от мозъка. Това предполага, че бъдещи терапии може да се основават не толкова на проникване през КМБ, колкото на селективно секвестиране на Aβ в кръвната плазма. Въпреки че такава стратегия вероятно ще забави невродегенерацията, тя не елиминира основната причина за свръхпроизводството на Aβ.

Липозоми, модифицирани с куркумин

Оксидативният стрес е един от ранните патофизиологични процеси при болестта на Алцхаймер. Антиоксидантите, включително куркумин – фенолно съединение, извлечено от куркума – притежават неврозащитни и антиамилоидни свойства. Куркуминът се свързва с амилоидни плаки както in vitro, така и in vivo, инхибира агрегацията на Aβ и разгражда вече формирани фибрили. Аналози на куркумин с химични модификации (например на позиция C-4) показват дори по-висока ефективност.

Поради ниската бионаличност на куркумин, се разработват липозомни системи за неговото доставяне. В разработка на Mourtas et al., липозомите са PEG-илирани (за да притежават stealth характеристики) и са снабдени както с анти-трансферинови моноклонални антитела за преминаване през КМБ, така и с липид-PEG-куркуминов дериват. Резултатите показват висок афинитет към амилоидни плаки и значително намаляване на амилоидната натовареност при трансгенни мишки APPswe. Подобни липозоми имат потенциал както за терапия, така и за образна диагностика на болестта.

Пептидни инхибитори на агрегацията (PINPs)

Пептидът OR2 (RGKLVFFGR-NH₂) е идентифициран като инхибитор на олигомеризацията и фибрилизацията на Aβ, блокиращ токсичните му ефекти върху клетъчни култури. Поради чувствителността си към протеолиза и невъзможността да преминава КМБ, OR2 е модифициран в ретро-инверсна форма (RI-OR2). Допълнително, с добавяне на ретро-инвертирана TAT последователност, е създаден RI-OR2-TAT, способен да преодолява КМБ и да се свързва с амилоидни плаки в кората на трансгенни мишки (APPswe/PS1ΔE9).

При ежедневно интрапертонеално инжектиране в продължение на 3 седмици, RI-OR2-TAT намалява с 25–45% нивата на олигомери на Aβ, броя на плаките, оксидативното увреждане и възпалителните процеси. Въпреки това, пептидът е ефективен само при високи концентрации, което ограничава клиничния му потенциал.

Усъвършенствани пептидни наночастици (PINPs)

За да се увеличи ефективността на RI-OR2-TAT, той е ковалентно свързан с PEG-илирани липиди върху повърхността на stealth липозоми, създавайки пептидни инхибиторни наночастици (PINPs). Това води до драстично повишена активност – инхибиране на агрегацията на Aβ се постига при моларно съотношение 1:2000 (пептид : Aβ), спрямо 1:5 при свободния пептид. Това вероятно се дължи на мултивалентен ефект, при който множество копия на RI-OR2-TAT върху една липозома взаимодействат едновременно с мултимери на Aβ.

Електронна микроскопия показва, че PINPs се свързват с краищата на Aβ фибрили, блокирайки растежа им и вероятно предотвратявайки образуването на токсични олигомери. При експерименти с TG2576 трансгенни мишки, пероралното прилагане на PINPs предпазва от когнитивен спад. Областта на TAT пептида подпомага навлизането в мозъка, като се постига съотношение мозък : кръв от ~50% скоро след интравенозно инжектиране.

Все пак, значителна част от дозата се натрупва в периферни органи като черен дроб, бял дроб и далак, вероятно поради ретикулоендотелна елиминация на липозомите. Възможно е и в този случай част от ефекта да се дължи на „sink effect“, чрез който се извежда Aβ от мозъка.

Таргетиране на невротрансмисията чрез липозомни системи

Загубата на синапси и невродегенерацията при болестта на Алцхаймер (БА) включват особено тежко засягане на холинергичните неврони, водещо до намалени нива на ацетилхолин (ACh), понижена плътност на ACh рецепторите (AChR) и общ спад в холинергичната невротрансмисия. Съществуващите инхибитори на ацетилхолинестеразата (AChEIs), използвани за възстановяване на този баланс, са свързани с редица ограничения и странични ефекти – слаба стабилност в циркулацията, непредсказуема бионаличност и възможни стомашно-чревни усложнения, включително редки, но тежки случаи като разкъсвания на хранопровода. Освен това, терапевтичният им ефект върху когнитивната функция е временен и ограничен.

Поради липсата на успешни алтернативи, изследванията все по-често се насочват към модифицирани липозомни носители, съдържащи съществуващи холинергични лекарства, с цел да се преодолеят ограниченията на класическата фармакотерапия.

Липозоми, натоварени с ривастигмин

Ривастигмин е обратим, неконкурентен инхибитор на AChE, използван при лечение на лека до умерена БА. Пероралното му приложение е затруднено поради слаба стабилност и ограничено преминаване през КМБ. Изследванията показват, че интраназалното прилагане на ривастигмин в липозомна форма може да бъде обещаваща алтернатива.

Yang et al. разработват PEG-илирани липозоми, модифицирани с полиаргининов CPP (DSPE-PEG-CPP), с цел да се повиши стабилността и да се улесни транскитоза през КМБ и клетъчни мембрани. Резултатите показват, че липозомите значително подобряват терапевтичния ефект на ривастигмин спрямо свободната му форма.

Друг подход е представен от El-Helaly et al., които прилагат положително зареден индукционен агент (дидецилдиметиламониев бромид) за постигане на електростатично отблъскване между липозомите и повишаване на стабилността им. В комбинация с PEG-илиране се създава т.нар. “електростерична stealth липозома”, която осигурява четирикратно повишение в плазмените и мозъчни концентрации на ривастигмин в сравнение със свободното лекарство.

Допълнително, свързването на липозомите с Tween 80 (не-йонен повърхностноактивен агент) допринася за повишено преминаване през КМБ, вероятно чрез свързване с аполипопротеини APO-E и APO-B и медиирана ендоцитоза. Въпреки това, са необходими допълнителни предклинични проучвания (токсичност, дозова зависимост), преди тези липозомни формули да могат да се използват в клиничната практика.

Мултифункционални липозоми с множество терапевтични цели

Високата модифицируемост на липозомите позволява тяхната употреба като платформи за мултифункционална терапия, насочена към повече от един патологичен механизъм при БА. Освен β-амилоидните плаки и тау-свързаните агрегати, други възможни мишени включват:

• холинергичната система,
• оксидативния стрес,
• възпалителните процеси,
• аутофагията,
• и невропротективни сигнали.

Wheat germ agglutinin-свързани липозоми

Мултифункционалните липозоми, разработени от Kuo et al., са насочени към повишаване на преживяемостта на невроните, чрез инхибиране на фосфорилирането на p38 и JNK – ключови ензими от MAPK сигналната каскада, активирани при натрупване на Aβ. Изследването на MAPK-пътищата е важно за разбирането на невродегенеративните процеси, тъй като фосфорилирането от MAPK модулира активности на кинази, фосфатази и други компоненти, влияещи върху апоптоза и клетъчна смърт.

Включването на пшеничен аглутинин (wheat germ agglutinin, WGA) в повърхността на липозомите улеснява взаимодействието с невронални гликопротеини и може да подпомогне насоченото доставяне в мозъка.