以"鼻喷剂"的形式，微小的金颗粒作为载体，直接将治疗药物递送到大脑：由罗马圣心天主教大学罗马校区/阿戈斯蒂诺·杰梅利综合医院基金会的科学家开发的一种新型纳米技术设备，用于治疗和预防神经精神疾病和神经退行性疾病。这些是载有锂的金纳米颗粒（锂已用于双相情感障碍的临床治疗，但以口服形式给药，存在副作用），用于对抗双相情感障碍等神经精神疾病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病，以及单纯疱疹病毒1型引起的大脑感染等疾病，而最近的多项研究已将这种病毒与神经系统疾病风险增加联系起来。
这项创意已在《先进材料》期刊上发表并获得专利，是由罗马圣心天主教医学院和阿戈斯蒂诺·杰梅利综合医院基金会的研究人员与萨勒诺大学合作进行的研究成果。
研究团队由罗马圣心天主教大学-阿戈斯蒂诺·杰梅利综合医院基金会生理学副教授罗伯托·皮亚琴蒂尼(Roberto Piacentini)、萨勒诺大学无机化学副教授安东尼奥·布翁尔巴(Antonio Buonerba)、萨勒诺大学无机化学教授阿尔方索·格拉西(Alfonso Grassi)以及罗马圣心天主教大学/阿戈斯蒂诺·杰梅利综合医院基金会生理学教授兼神经科学系主任克劳迪奥·格拉西(Claudio Grassi)领导，他们证明了通过使用经鼻腔给药的金纳米颗粒递送的锂，可以直接抑制在这些疾病发展中起关键作用的酶（糖原合成酶激酶-3β，GSK-3β）在大脑中的活性。
这种创新的治疗方法已由研究人员所属机构在意大利和国外获得专利，它实现了与口服锂相同的效果，但使用了显著更低浓度的锂离子，并将锂特异性地靶向大脑，从而降低了副作用的风险。
在研究中，研究人员证明了这种新型纳米技术设备在海马体中抑制GSK-3β酶活性的有效性，并恢复了阿尔茨海默病实验模型中已经受损的记忆，且在治疗动物中没有出现不良事件。
该研究获得了美国阿尔茨海默病协会对皮亚琴蒂尼和布翁尔巴教授的资助，以及阿戈斯蒂诺·杰梅利综合医院基金会的支持。
目前，研究人员正在进行研究，以验证该设备的其他应用领域并完成其安全性评估，以便尽快推进临床应用。
背景
GSK-3β是一种对许多细胞功能至关重要的酶：据估计，超过100种蛋白质是该激酶的作用靶点，这种分子机器将化学基团（磷酸基团）附着到其他分子上，从而改变它们的功能。因此，该酶的异常激活可能导致靶蛋白功能障碍，并促进各种疾病的发作。在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）或神经精神疾病（如双相情感障碍）的情况下，观察到GSK-3β酶的过度激活，这进而涉及关键蛋白（如tau蛋白）和"Wnt/β-catenin"通路的异常激活，该通路与各种病毒（如单纯疱疹病毒1和SARS-CoV-2）的侵入有关。因此，控制大脑特定区域中该酶的激活可能有助于对抗这些疾病的发作。
锂是GSK-3β的强效抑制剂，目前用于双相情感障碍等神经精神疾病的治疗。需要用于对抗负责神经退行性疾病或影响中枢神经系统的病毒感染的分子机制的锂浓度，高于在风险/效益比方面被认为是可接受的浓度，这显著限制了该药物的治疗应用。
皮亚琴蒂尼教授解释道："我们的挑战是开发一种设备，使我们能够利用锂的治疗潜力而不引起不良反应，并且可以以特定部位的方式给药，避免全身给药。"
布翁尔巴教授补充道："金纳米颗粒是这类策略的最佳工具。它们可以用谷胱甘肽进行功能化，一方面促进容易进入细胞的聚集体的形成，另一方面允许锂等分子或离子结合。一旦纳米颗粒聚集体进入细胞，它们就会被分解，锂被释放到细胞中，使得通过低剂量给药就能获得该离子的有效治疗浓度。"
皮亚琴蒂尼教授继续说道："此外，鼻腔给药途径是直接靶向大脑并绕过全身循环的优选途径，从而优化了我们纳米设备的安全性。金是一种惰性金属，在生物系统中已被证明是无害的，通过肾脏排泄消除，限制了随着时间重复给药后在大脑中的积累。"
安东尼奥·布翁尔巴教授指出："这种新型药物载体的多功能性是卓越的。开发的纳米颗粒可以装载不同的药理活性成分，并能够逃避生物细胞防御，使其能够靶向运输到特定的生理活性位点。"
"在这项工作中，我们已经证明，给予功能化谷胱甘肽并包覆锂（称为LiG-AuNPs）的金纳米颗粒5天，可以显著抑制小鼠海马体中GSK-3β激酶的活性，而同样的治疗重复2个月会导致阿尔茨海默病小鼠模型表现出的记忆缺陷显著回归，这在行为和分子水平上得到了分析。"
第一作者朱莉娅·普利亚蒂博士
迈向新的治疗可能性
克劳迪奥·格拉西教授强调："到目前为止，基于锂的药物广泛用于神经精神疾病的治疗，但不幸的是，它们并非没有显著的副作用。以片剂形式口服，锂通过血液到达大脑，因此最终对肾脏和甲状腺等其他器官产生毒性作用。因此，通过金纳米颗粒辅助的低剂量锂离子'靶向大脑'给药，在神经细胞中实现有效的锂浓度，对于开发治疗患者的新且更安全的方法来说是一项重要创新。我们相信，我们的纳米技术工具不仅能够为精神障碍，而且能够为大脑中GSK-3β活性改变起关键作用的神经退行性和病毒性疾病，开发新的治疗方法。"
阿尔方索·格拉西教授总结道："最后，我们的纳米颗粒可以非常容易地合成，这简化了生产过程，降低了未来可能投放制药市场的产品的制造成本。"
【全文结束】
