[ad_1]
Pengiriman agen terapeutik ke otak, terutama ke neuron, sangat penting dalam kemajuan pengobatan penyakit neurologis. Para peneliti baru-baru ini memperkenalkan pendekatan non-invasif di mana musik (khususnya “Another Brick in the Wall, Part 1” karya Pink Floyd) digunakan untuk meningkatkan pengiriman nanopartikel lipid (LNP) ke otak tikus, untuk menyelidiki apakah penggunaan obat akan meningkat. Analisis spektrometri massa (MS) plasma dari tikus yang diberikan messenger RNA (mRNA) -LNP secara intravena dan dipaparkan dengan suara frekuensi rendah yang dapat didengar dilakukan untuk memastikan tingkat modulasi yang diberikan stimulasi suara pada protein yang terlibat dalam dinamika sitoskeletal dan serapan seluler. Sebuah makalah berdasarkan penelitian ini diterbitkan di Jurnal Rilis Terkendali (1).
Penyakit otak secara umum, dan gangguan neurodegeneratif seperti Alzheimer dan Parkinson, menimbulkan hambatan besar dalam pengobatan modern, dengan salah satu hambatan utama adalah penghalang darah-otak (BBB), suatu penghalang yang sangat selektif yang membatasi masuknya banyak agen terapeutik ke dalam otak (2,3). LNP, yang muncul sebagai platform terdepan dalam pengiriman asam nukleat, menawarkan perlindungan terhadap degradasi dan memfasilitasi penyerapan sel, telah menunjukkan potensi dalam terapi gen sistemik, seperti yang ditunjukkan oleh keberhasilan vaksin mRNA (4-6). Berbagai strategi telah diuji untuk meningkatkan pengiriman LNP ke otak, termasuk modifikasi permukaan dengan ligan penargetan seperti transferin (7,8) dan antibodi spesifik reseptor, yang dapat memandu nanopartikel melintasi BBB melalui transcytosis yang dimediasi reseptor (9-12). Tim peneliti, berhipotesis bahwa modulasi serapan seluler LNP dapat dicapai melalui stimulasi gelombang suara berfrekuensi rendah pada neuron, mengusulkan pendekatan non-invasif di mana musik (suara yang dapat didengar, gelombang suara dalam kisaran 20 Hz – 20 kHz), akan digunakan untuk meningkatkan serapan LNP (1).
Dalam studi ini, tim peneliti menguji berbagai suara pada rentang frekuensi: rendah (10-250 Hz), sedang (160-3800 Hz), tinggi (1250-22.000 Hz) dan, seperti disebutkan sebelumnya, soundtrack kompleks berdurasi 10 detik dari “Another Brick in the Wall, Part 1” (128-5600 Hz) karya Pink Floyd, yang dijelaskan oleh tim peneliti dalam artikel mereka sebagai “atmosfer, hangat, dan luas, dengan harmoni yang kaya khas genre rock progresif. Bagian ini mencakup bass, permainan gitar perkusif ambient, gitar melodi dan reverb, menciptakan suasana meditatif yang luas. Ini kontras dengan suara yang lebih disintesis yang digunakan dalam eksperimen, menawarkan perpaduan kompleks antara instrumentasi live dan efek studio.” (1).
Suara berfrekuensi rendah atau soundtrack yang mengandung frekuensi rendah dalam spektrumnya mencapai penyerapan nanopartikel yang jauh lebih tinggi di neuron kortikal primer. Secara khusus, paparan neuron kortikal primer terhadap suara frekuensi rendah (10-250 Hz) meningkatkan serapan LNP dan transfeksi dalam kultur saraf, sehingga menghasilkan peningkatan ekspresi gen sebesar 10 kali lipat. Frekuensi rendah sering digunakan untuk stimulasi seluler mekanis, yang mungkin menjelaskan efek rentang frekuensi tertentu untuk mencapai serapan dan ekspresi yang lebih tinggi. Secara in vivo, para peneliti menemukan bahwa tikus yang diberikan mRNA-LNP secara intravena dan dipaparkan dengan suara berfrekuensi rendah memiliki ekspresi mRNA yang lebih tinggi di otak dibandingkan dengan tikus yang tidak terpapar, dengan ekspresi gen terlokalisasi di otak tengah dan thalamus, keduanya merupakan wilayah utama yang terlibat dalam pemrosesan suara dan regulasi emosional. Analisis MS terhadap plasma tikus menunjukkan bahwa stimulasi suara memodulasi banyaknya protein yang terlibat dalam dinamika sitoskeletal dan serapan seluler. Selain itu, paparan suara berfrekuensi rendah memodulasi respons imun pada tikus, mengurangi jumlah neutrofil dalam darah dan berpotensi menurunkan penanda peradangan setelah pemberian LNP intravena. Pada sukarelawan manusia yang sehat, MRI fungsional menunjukkan bahwa paparan suara berfrekuensi rendah menimbulkan aktivasi otak frontal, temporal, dan oksipital, selain aktivasi daerah otak pendengaran klasik (1).
Meskipun masih banyak penelitian yang harus dilakukan, bukti awal dari konsep ini menyiratkan bahwa musik dapat meningkatkan serapan LNP saraf serta distribusi nanopartikel otak yang terlokalisasi, yang menunjukkan bahwa pemahaman yang lebih mendasar tentang peran musik dalam pengiriman obat ke otak diperlukan, tulis para ilmuwan. Penelitian tambahan harus menyelidiki lebih lanjut mekanisme molekuler dimana suara meningkatkan serapan seluler, menyesuaikan frekuensi suara untuk orang, wilayah otak, dan jenis sel yang berbeda. Mereka juga membayangkan kombinasi suara dengan metode lain (misalnya permeabilizer BBB [focused ultrasound]), mungkin dapat lebih meningkatkan efisiensi penyampaian (1).
Baca Lebih Lanjut tentang Topik Serupa:
Referensi
- Mora-Raimundo, P.; Gilon, A.; Kadosh, H. dkk. Musik Meningkatkan Pengiriman Otak Nanopartikel Lipid dan Transfeksi mRNA di Sel Otak. J. Rilis Kontrol 2025, 388 (Pt 1), 114301. DOI:
10.1016/j.jconrel.2025.114301 - Berpura-pura, VL; kamu, T.; Nichols, E. dkk. Beban Global Gangguan Neurologis: Menerjemahkan Bukti menjadi Kebijakan. Lancet Neurol. 2020, 19 (3), 255-265. DOI:
10.1016/S1474-4422(19)30411-9 - Wu, D.; Chen, Q.; Chen, X. dkk. Penghalang Darah-Otak: Struktur, Regulasi, dan Pengiriman Obat. Transduksi Sinyal. Targetkan disana. 2023,8 (1), 217. DOI:
10.1038/s41392-023-01481-w - Pardridge, Terapi Gen Otak WM dengan Nanopartikel Lipid Trojan Horse. Tren Mol. Dengan. 2023, 29 (5), 343-353. DOI:
10.1016/j.molmed.2023.02.004 - Khare, P.; Edgecomb, S.X,; Hamadani, C.M, dkk.Pengiriman Obat yang Dimediasi Nanopartikel Lipid ke Otak. Adv. Pengiriman Obat. Putaran. 2023, 197, 114861. DOI:
10.1016/j.addr.2023.114861 - Labouta, Hai; Langer, R.; Cullis, PR dkk. Peran Teknologi Pengiriman Obat dalam Keberhasilan Vaksin COVID-19: Sebuah Perspektif. Pengiriman Obat. Terjemahan. Res. 2022, 12 (11), 2581-2588. DOI:
10.1007/s13346-022-01146-1 - Jiang, D.; Lee, H.; Pardridge, Terapi Gen DNA Plasmid WM pada Tikus Niemann-Pick C1 dengan Liposom Kuda Trojan Bertarget Reseptor Transferrin. Sains. Reputasi. 2020, 10 (1), 13334. DOI:
10.1038/s41598-020-70290-w - Sela, M.; Poley, M.; Mora-Raimundo, P. dkk. Liposom yang Ditargetkan Otak yang Penuh dengan Antibodi Monoklonal Mengurangi Agregasi Alpha-Synuclein dan Memperbaiki Gejala Perilaku pada Penyakit Parkinson. Adv. Materi. 2023, 35 (51), e2304654. DUA:
10.1002/adma.202304654 - Penggemar, K.; Jia, X.; Zhou, M.dkk. Ferritin Nanocarrier Melintasi Penghalang Darah Otak dan Membunuh Glioma. ACS Nano. 2018, 12 (5), 4105-4115. DOI:
10.1021/acsnano.7b06969 - Huang, CW; Chuang, CP; Chen, YJ dkk. Integrin α2B1-Menargetkan Ferritin Nanocarrier Melintasi Penghalang Darah-Otak untuk Kemoterapi Glioma yang Efektif. J. Nanobioteknologi 2021, 19 (1), 180. DOI:
10.1186/s12951-021-00925-1 - Karunakaran, I.; van Echten-Deckert, G. Sphingosine 1-Phosphate – Pedang Bermata Dua di Otak. Biokimia. Biofisika. Akta Biomembr. 2017, 1859 (9 Pt B), 1573-1582. DUA:
10.1016/j.bbamem.2017.03.008 - Pizza, AKU; Bajak, ED; Khoury, N. dkk. Antibodi Anti-Amiloid Bertarget Reseptor Transferrin Meningkatkan Pengiriman Otak dan Mengurangi ARIA. Sains 2025, 389 (6760), membaca3204. DOI:
10.1126/science.ads3204