Nanotechnology in neuroscience

Nanotehnologija je široko područje znanosti koje obuhvaća različite discipline, poput medicine, robotike ili farmacije. U posljednjih 20 godina primjena nanotehnologije i nanomaterijala u znanosti doživjela je eksponencijalan rast. Izuzetno važno područje primjene nanotehnologije je u neuroznanosti, a kritični osvrti na literaturu su veoma važni zbog toga što objedinjuju najnovije podatke iz tog područja. Nanočestice su jedan od primjera primjene nanotehnologije kojim znanstvenici proučavaju i otkrivaju nove podatke o zbivanjima unutar mozga. Na temelju novih saznanja stvaraju se lijekovi kojima bi se u budućnosti mogle tretirati zasad neizlječive neurodegenerativne bolesti. Nadalje, u istraživanju ispostave lijekova, nanočestice se koriste kao prijevozno sredstvo lijeku kako bi ga dovele na točno određeno mjesto koje treba tretirati. Jedna od velikih prednosti koje nanotehnologija pruža istraživanjima u neuroznanosti jest mogućnost prolaska nanočestica kroz krvno-moždanu barijeru te razne vrste nanočestica koje bi mogle poslužiti kao prijenosnici lijekova. One mogu biti sačinjene od jedne vrste materijala ili biti kombinacija različitih materijala za što bolju prolaznost kroz krvno-moždanu barijeru. Također, nanočestice mogu poslužiti kao podloga za rast matičnih stanica ili mogu služiti kao prijenosnici za dostavu molekula do matičnih stanica i ciljano usmjeravanje njihove diferencijacije. Jedno od novijih otkrića u neuroznanosti jest razumijevanje važnosti neuroinflamacije u nastanku i razvoju bolesti. Neuroinflamacija je tek nedavno postala predmetom istraživanja i to kada je dokazano da igra veliku ulogu u patogenezi neurodegenerativnih bolesti. Također, uključena je u nastup sekundarne ozljede nakon moždanog udara ili traumatske ozljede mozga te se zbog toga provode mnoga istraživanja u svrhu tretiranja kronične neuroinflamacije mozga. U tu svrhu se mogu koristiti obrađene nanočestice koje omogućuju prijenos aktivne supstance do ciljanog mjesta u mozgu. Iako je nanotehnologija procvala u zadnjih 20 godina, još uvijek postoje ozbiljni nedostaci koji predstavljaju prepreku u njenoj primjeni u kliničke svrhe. Potrebna su dodatna istraživanja kako bi nanočestice postale sigurna i učinkovita metoda za prijenos lijekova do ciljanog mjesta. Naglasak bi se trebao staviti na in vivo istraživanja u zdravim („wild type“) životinjama koje imaju netaknutu krvno-moždanu barijeru.Nanotechnology is a wide area that encompasses various disciplines, such as medicine, robotics or pharmacy. In the last 20 years the use of nanotechnology and nanomaterials has exponentially grown. Extremely important area of nanotechnology application is in neuroscience and reviews such as this are important as they gather the latest data from this area. Nanoparticles are one of the examples of nanotechnology application by which scientists study and discover new data about events in the brain. Based on these new findings, we can begin to make drugs that would treat so far incurable neurodegenerative diseases. Next, regarding the research of drug delivery, nanoparticles are used as the vehicles for the drug meant to deliver the drug to the exact place that needs to be treated. One of the main advantages of nanotechnology in neuroscience is the ability of nanoparticles to cross the blood-brain barrier and various species of nanoparticles that could serve as drug carriers. They can be made of a single material, or of a combination of several materials for an easier blood-brain barrier crossing. Also, nanoparticles can serve as a base for stem cell growth or they can act as a carrier to deliver molecules to the stem cells and aim their differentiation to a specific lineage. One of the recent discoveries in neuroscience is the importance of neuroinflammation in the appearance and development of the disease. Neuroinflammation just recently became the topic of research because of the evidence suggesting its key role in pathogenesis of neurodegenerative diseases. It is also involved in the development of secondary injury after the stroke or a traumatic brain injury, which is why scientists are researching means of manipulating chronic neuroinflammation. Engineered nanoparticles can be used for that purpose for they serve as a transport of active substances to the target site in the brain. Although nanotechnology has bloomed in the last 20 years, there are still serious disadvantages that slow down its clinical applications. More research is needed to make nanoparticles safe and effective method for transport of drugs to a target site. Main point should be in vivo research on healthy (“wild type”) animals that have an intact blood-brain barrier