Nyligen avslöjade ett forskarlag under ledning av professor Chen Chunying från National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) att perifera nervfibrer fungerar som direkta ledningar för translokation av silvernanomaterial från tarmen till den centrala nervsystemet (CNS). Studien publicerades i Science Advances .

Transportvägen bestämmer det slutliga målorganet och efterföljande biologiska effekter av exogena nanopartiklar (NP). Den specifika överföringsvägskartan för NP:er är avgörande för att avslöja deras nanotoxikologiska såväl som nanomediska potential. Det finns dock fortfarande betydande kunskapsluckor i förståelsen av transporten av NP från tarmen till CNS, vilket hindrar både förståelsen av tarm-CNS-axelns kommunikation och utvecklingen av nya terapeutiska strategier som riktar in sig på CNS-associerade sjukdomar.

I denna studie avslöjade forskarna först överföringsvägar för Ag NM längs tarm-CNS-axeln förutom blodcirkulationen. De demonstrerade både teoretiskt och experimentellt den direkta translokationen av Ag NM från tarmen till CNS (både hjärnan och ryggmärgen) via perifera nervfibrer. Med hjälp av laserablation och fältflödesfraktionering induktivt kopplad plasmamasspektrometri visade de att Ag NMs administrerade genom oral sondmatning blev anrikat i ett partikeltillstånd i hjärnan och ryggmärgen hos möss samtidigt som de inte effektivt kom in i blodet.

Dessutom fann forskarna att vagus- och spinalnerverna medierar den transneuronala transporten av Ag NM längs tarm-hjärnaxeln respektive tarm-ryggmärgsaxeln, med specifika tarmcellsundergrupper (enterocyter och enteriska nervceller) som tar upp betydande nivåer av Ag NMs för överföring till de anslutna perifera nerverna med hjälp av Cy-TOF-analys.

Resultaten antydde att transneuronal transport som en mekanism för direkt handel med NP, fyller en avgörande lucka i förståelsen av NP:s beteende i biologiska system.

Denna studie integrerade en mängd olika metoder för att bryta igenom den "klassiska vägen" för blodcirkulationsmedierad NP-transport. För första gången föreslog den att perifera nervfibrer som den "icke-klassiska vägen" förmedlar NP-transport mellan organ i kroppen. Denna väg för NP:er i den levande kroppen ger viktigt teoretiskt stöd för utvecklingen av nanoläkemedel riktade mot CNS-relaterade sjukdomar.

Mer information: Xiaoyu Wang et al, Perifera nerver förmedlar direkt transneuronal translokation av silvernanomaterial från tarmen till centrala nervsystemet, Science Advances (2023). DOI:10.1126/sciadv.adg2252

Journalinformation: Vetenskapens framsteg

Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences