Kan-beyin bariyeri, merkezi sinir sistemindeki kan damar ağının spesifik özelliğini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Merkezi sinir sistemindeki damarlar, açıklığı olmayan sürekli damarlardır. Fakat bu damarların kan ve merkezi sinir sistemi arasında; moleküllerin, iyonlanların ve hücrelerin geçmesine olanak tanıyan ek özellikleri vardır. Bu seçici geçirgen bariyere kan-beyin bariyeri denir. Kan-beyin bariyeri, merkezi sinir sistemini toksinlerden, patojenlerden, iltihaptan, hasardan ve hastalıktan korur. Bu sayede, kandaki toksinlerin ve patojenlerin hepsi beyine geçemez. Bu işlev, nöral fonksiyonların sürdürülebilmesi için oldukça önemlidir.
Kan-beyin bariyerinin molekülleri geçirme konusundaki kısıtlayıcılığı, merkezi sinir sistemine ilaç geçişi için de engel oluşturmaktadır. Bu nedenle, tedavi edici moleküllerin merkezi sinir sistemine aktarılabilmesi için, kan-beyin bariyerini manipüle eden yöntemler ile ilgili çalışmalar yapılmaktadır.
Multiple skleroz (MS), inme, beyin travması ve nörodejeneratif hastalıklar sırasında bariyerin az bir kısmının ya da büyük bir parçasının kaybı söz konusudur. Bariyerdeki fonksiyon bozukluğu; moleküllerin geçişinin düzenlenememesine ve sinir sisteminindeki düzenin bozulmasına yol açar. Bu süreç de nörolojik bozukluklara neden olur. Bu nedenle, kan-beyin bariyeri ve nörolojik hastalıklar arasında yakın bir ilişki olduğu söylenebilir. Hastalık durumunda, bariyerin ve beyindeki sinir hücrelerinin onarımı için geliştirilen ilaçların beyine ulaştırılmasındaki en büyük engel, kan-beyin bariyerinin seçici geçirgen özelliği ve büyük molekülleri içeri almamasıdır. Bu nedenle, beyine ilaç takviyesinin yapılabilmesi için kan-beyin bariyerini aşan bazı yöntemler geliştirilmiştir.
Bariyerden İlaç Geçişini Sağlayabilecek Yöntemler
1) Mikroküreler kullanılarak ilaç salınımı: Mikroküreler, 1-1000 μm büyüklüğünde küresel partiküllerdir. İlaç, bu kürelere tuturulur ya da küre ile kapsullenir. Beyinde glukagon benzeri peptit-1 adlı molekülün aktifleşmesinin koruyucu etkisi olduğu bilinmektedir. Chien ve araştırma grubu yaptıkları çalışmada bu molekün analoğunu mikrokürelere yüklemişlerdir. Bu mikroküreleri, diyabetik farelerde uyguladıklarında mikrokürelerin beyin iskemisine karşı koruyucu özellikte olduğu gözlemlenmiştir.
2) Liposomlar: Küçük kese benzeri, ilaç salınımı sistemleridir. Dışında çift katlı lipit bir yapıdan oluşmuştur. Suda çözünen ve çözünmeyen özellikte olan iki tür ilacı da taşıyabilir.
3) Osmotik şok uygulanması: Bu yöntemde mannitol adlı bir kimyasal, bariyerde bulunan endoteliyal hücrelerin küçülmesini sağlar ve böylece kanallar açılır. Bunun sonucunda, büyük moleküller bariyerden pasif difüzyon ile geçmeye başlar. Son zamanlarda bu yöntem; nanopartiküllerle, hücresel aktarımla, peptit ve gen aktarmıyla beraber kullanılmaktadır. Faydalı etkilerine rağmen mannitol terapisinin; yapısal beyin hasarı, emboli, glikoz alımında değişiklik, anormal nöronal fonksiyonlar ve plasma proteinlerinin geçişi gibi riskleri vardır.
Araştırmacılar, yukarıda anlatılan yöntemler ve bu yöntemlerin türevleri üzerinde en uygun stratejiyi bulmak için çalışmaya devam etmektedirler. Kan-beyin bariyerini aşarak beyin dokusuna ulaşmak bilim insanlarının üzerinde çalıştığı en zor konulardan biridir. Beyne başarılı bir ilaç salınım yöntemi geliştirilirken, etkili beyin hedefleme formülasyonlarının yanı sıra, daha az toksik ve güvenli terapilerin geliştirilmesi hedeflenmektedir. Lipozomların ve nanopartiküllerin kullanıldığı çalışmalar umut verici sonuçlar ortaya çıkarmıştır. İlerleyen günlerde, kan-beyin bariyerinden ilaç salınımı yöntemlerindeki gelişmeler, dünyadaki insan popülasyonunun önemli bir kısmını etkileyen nörolojik hastalıkların tedavisi için önemli bir adım olacaktır.
Kaynakça:
1) Daneman and Prat. The Bood-Brain Barrier. Cold Spring Harb Perspect Biol 2015;7:a020412.
2) Patel and Patel. Crossing the Blood Brain Barrier: Recent Advances in Drug Delivery to the Brain. CNS Drugs
DOI 10.1007/s40263-016-0405-9.
Yazar:Ayça Olcay