Op nanodeeltjes gebaseerd afgiftesysteem voor medicijnen gevonden dat de behandeling van schizofrenie zou kunnen veranderen

Schizofrenie is een complexe psychische stoornis die wordt gekenmerkt door een breed scala aan symptomen, zoals hallucinaties, verminderde cognitieve vermogens en onsamenhangende spraak of gedrag. Het gaat gepaard met afwijkingen in de neurotransmissie als gevolg van een disbalans in chemische neurotransmitters. Huidige behandelingsstrategieën voor schizofrenie omvatten het gebruik van antipsychotica, die bijwerkingen kunnen veroorzaken en gepaard gaan met een hoog risico op hart- en vaatziekten. Bovendien reageren patiënten vaak onvoldoende op therapeutische medicijnen, omdat de bloed-hersenbarrière (BBB), een beschermende barrière van cellen, de beweging van ionen en moleculen naar de hersenen strikt reguleert.

Om de BBB-barrière te doorbreken en het transport van therapeutische geneesmiddelen naar hersenweefsel voor de behandeling van schizofrenie te vergemakkelijken, hebben onderzoekers de mogelijkheid onderzocht van receptor-gemedieerde transcytose (RMT) met behulp van de low-density lipoproteïne receptor 1 (LRP1). Deze studie werd uitgevoerd door een team onder leiding van universitair hoofddocent Eijiro Miyako van het Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), in samenwerking met professor Yukio Ago van de Universiteit van Hiroshima, professor Shinsaku Nakagawa van de Universiteit van Osaka, professor Takatsuga Hirokawa van de Universiteit van Tsukuba en dr. Kotaro Sakamoto, een vooraanstaande wetenschapper bij Ichimaru Pharcos Co., Ltd. Hun studie werd op 20 juni 2024 gepubliceerd in JACS Au.

De onderzoekers werden geïnspireerd door eerdere bevindingen die de interactie van de genduplicatie van de vasoactieve intestinale peptide receptor 2 (VIPR2) met schizofrenie aantoonden, en door hun eigen ontdekking van een nieuw peptide, KS-133. Dit nieuwe peptide, KS-133, heeft een selectieve antagonistische werking op VIPR2, wat leidt tot downregulatie. De belangrijkste beperkende factor voor KS-133 is echter de lage permeabiliteit van de BBB.

Om efficiënt transport van KS-133 naar de hersenen te vergemakkelijken, ontwikkelden ze een op de hersenen gericht peptide, KS-487, dat specifiek aan LRP1 kon binden en RMT kon beïnvloeden. Ten slotte ontwikkelden de onderzoekers een nieuw geneesmiddelafgiftesysteem (DDS) met nanodeeltjes, waarin het KS-133-peptide was ingekapseld met het targetpeptide KS-487, en bestudeerden ze de werkzaamheid ervan bij de behandeling van schizofrenie.

De toepassing van peptideformuleringen via DDS resulteerde in een efficiënte medicijndistributie in de hersenen van muizen. Geneesmiddelafgifteprofielen, beoordeeld door middel van farmacokinetische analyse, bevestigden de rol van het op de hersenen gerichte peptide bij het transport van KS-133 naar de hersenen. Bovendien werd de werkzaamheid van DDS beoordeeld bij muizen met geïnduceerde schizofrenie door de activering van VIPR2 te verhogen. Muizen behandeld met KS-133/KS-487-nanodeeltjes vertoonden een significante verbetering van de cognitieve functie tijdens nieuwe objectherkenningstests, wat kan worden verklaard door de remming van VIPR2.

Dr. Miyako lichtte de praktische toepassing en het potentieel van hun onderzoek toe en merkte op: "Bestaande medicijnen maken alleen gebruik van mechanismen die verband houden met neurotransmittermodulatie, en hun therapeutische effecten zijn beperkt, vooral bij cognitieve disfunctie. Onze peptideformulering kan daarom worden gebruikt als een nieuw medicijn voor het herstellen van cognitieve disfunctie bij schizofrenie."

Concluderend levert deze studie van Dr. Miyako en co-auteurs preklinisch bewijs voor een nieuwe therapeutische strategie gericht op VIPR2 die cognitieve stoornissen bij schizofrenie kan verbeteren. "We zullen onze studie verder uitbreiden met cel- en diermodellen, evenals klinische studies bij mensen, om de werkzaamheid en veiligheid van deze peptideformulering te bevestigen en de ontwikkeling ervan als nieuwe behandeling voor schizofrenie binnen vijf jaar te bevorderen", concludeerde Dr. Miyako, die optimistisch is over de langetermijnimplicaties van hun studie.

Wij hopen dat de ontdekking en ontwikkeling van nieuwe DDS'en met behulp van biocompatibele peptiden een revolutie teweeg zal brengen in de behandeling van schizofrenie!