减少危险的肿胀在创伤性脑损伤

Brain scans

创伤性脑损伤后,最有害的损害是由颅腔内的脑压迫引起的继发性肿胀。对此没有治疗方法。

他们在一项临床前研究报告中称,在一项新的研究中,美国西北大学(Northwestern university)的医学科学家在创伤性脑损伤后两小时内将纳米颗粒注射到血液中,能够显著减少脑肿胀和损伤。

“结果比我们预期的要好得多,”西北大学范伯格医学院(Northwestern University Feinberg School of Medicine)神经学教授、该论文的资深作者杰克·凯斯勒(Jack Kessler)博士说。“我们相信,这可能为那些遭受严重创伤性脑损伤的人提供第一个真正实用的治疗方法。”

这项研究发表在1月22日的《神经病学年鉴》(Annals of Neurology)上。

凯斯勒指出,这些纳米颗粒是由fda批准的材料制成的,在室温下使用,可以很容易地装入注射器,并在脑外伤后立即由急救技术人员或在急诊室进行注射,以防止继发性损伤。

科学家们已经开始了获得FDA临床试验批准的第一步。

据2010年美国疾病控制中心(Centers for Disease Control)的一份报告,美国每年约有250万人受到创伤性脑损伤的影响。然而,这些数字不包括那些没有接受医疗护理、接受过门诊护理或在联邦机构接受过护理的个人,比如在美国军队服役的人。在美国军队服役的士兵有很高的脑损伤风险。

脑外伤后,身体会产生炎症反应,引发一系列免疫反应,导致脑肿胀。

“一个病人可以边走边说,但随后他们的大脑就会膨胀。他们会马上走下坡路,然后死掉。”凯斯勒说。“现在,外科医生唯一能做的就是打开头骨来缓解压力,但是大脑仍然在继续膨胀。”

纳米颗粒如何防止危险的肿胀

纳米颗粒的作用是作为一个诱饵,分散免疫细胞对大脑的攻击,从而造成更大的伤害。这些粒子被称为免疫修饰纳米粒子的imp,它们只是空壳,不含任何药物或货物。

创伤性脑损伤后,一群特定的单核细胞——大型白细胞——冲向损伤部位,试图清除受损脑细胞的碎片,并分泌刺激其他免疫细胞的炎症蛋白。这种免疫级联反应会产生肿胀和炎症,不经意间损害周围的健康脑组织。

但是,当科学家在受伤后不久将纳米颗粒注射到血液中时,这些单核细胞就会误以为纳米颗粒正在入侵外来物质。它们吞噬颗粒并引导它们进入脾脏处理。分散注意力的单核细胞不再进入大脑并造成问题。

在这项研究中,与未接受纳米颗粒治疗的小鼠相比,在脑外伤后接受纳米颗粒治疗的小鼠,其脑组织肿胀程度大大降低,损伤程度也降低了一半。其中一个损伤模型模拟了人类常见的闭合性头部创伤性脑损伤。在该模型中,注射纳米颗粒后,动物的运动和视觉功能得到改善。

“我们预测会有影响,但结果是相当惊人的。研究报告的第一作者、范伯格博士研究生斯里帕德·夏尔马说。

沙玛正在做他的神经病学轮转,他看到了帮助年轻和职业运动员以及士兵的潜力。“这些粒子选择性地击破损伤细胞,这些细胞在损伤后的几个小时内开始渗入大脑,并在三天内达到顶峰。我们可以在二次伤害开始之前进行干预。”

西北大学的科学家斯蒂芬·米勒(Stephen Miller)最初参与开发了这种纳米颗粒,将食物过敏原引入免疫系统,从而产生食物过敏的耐受性。这些微粒也被用来治疗多发性硬化症,方法是将髓磷脂引入免疫系统,降低其对髓磷脂的反应性。

用于治疗心脏病、结肠炎和西尼罗脑炎病毒的纳米颗粒

随后,米勒在2014年的《科学转化医学》(Science Translational Medicine)论文中指出,这些微粒可以防止感染西尼罗河脑炎病毒的小鼠死亡。这导致了对其他急性炎症模型的研究,包括心脏病、结肠炎和腹膜炎。最近,米勒开始与凯斯勒合作,凯斯勒的研究重点是大脑和脊髓损伤。 

米勒是朱迪·古根海姆基金会范伯格微生物免疫学研究教授。

纳米技术被授权给COUR制药公司,这是一家位于伊利诺斯州诺斯布鲁克的生物技术公司,由米勒联合创立。米勒是COUR科学顾问委员会的成员,也是该公司的股票受让人和付费顾问。西北大学在COUR有经济利益。

该研究由美国国家神经疾病和中风研究所的F31 NS105451-02、美国国家老龄化研究所的R01 AG054429和美国国家生物医学成像与工程研究所的R01 EB-013198资助。

主题:大脑,范伯格医学院,医学,研究

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northwestern.edu/stories/2020/01/reducing-dangerous-swelling-in-traumatic-brain-injury/

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