Nanoparticles and stem cells for drug delivery to the brain

Afgifte van medicijnen in de hersenen kan mogelijk worden verbeterd door ze te verpakken in nanodeeltjes die zijn voorzien van speciale moleculen waarmee ze in verhoogde mate door de hersenen kunnen worden opgenomen. Een alternatief is het gebruik van neurale stamcellen die genetisch zijn gemanipuleerd om medicijnen aan te maken. Het werk dat beschreven wordt in dit proefschrift richt zich op de ontwikkeling van dergelijke nieuwe systemen voor medicijnafgifte in de hersenen. Ook zijn technieken ontwikkelt om hun opname zichtbaar te maken, o.a. in celkweken (in vitro) en in proefdieren (in vivo). Na een inleidend hoofdstuk, waarin een overzicht wordt gegeven van detectie technologieën en de bijbehorende labeling van de afgiftesystemen, laten we zien dat migratie van radio-actief gelabelde neurale stamcellen (NSCs) zichtbaar kan worden gemaakt door middel van PET en SPECT. MRI is een geschikte methode om NSCs, gelabeld met ijzeroxide nanodeeltjes, voor langere tijd te volgen. Naast dat NSCs de bloed-hersen barrière passeren, laten we zien dat nanodeeltjes die gemaakt worden van de celmembranen van NSCs hun affiniteit voor de hersenen behouden. Aangezien medicijnen kunnen worden ingesloten in deze NSC nanodeeltjes, zijn ze veelbelovend voor medicijnafgifte in de hersenen. Ook polymersomen, met op hun oppervlak een door ons ontdekt peptide dat bindt aan GM1 (een ganglioside dat op de cellen voorkomt die de bloed-hersen barriere vormen), worden efficiënt getransporteerd en accumuleren in het hersenweefsel. Dit werk vormt een solide basis voor de verdere optimalisering van ‘natuurlijke’ NSC nanodeeltjes en ‘synthetische’ GM1-getargete polymersomen voor medicijnafgifte in de hersenen