الحاجز الدموي الدماغي (BBB) هو آلية وقائية حاسمة للجهاز العصبي المركزي (الجهاز العصبي المركزي). يفصل الحاجز التشريحي القابل للاختراق الانتقائي الدم المتداول ومذابه عن السائل خارج الخلية في الدماغ ، وبالتالي يمنع معظم الجزيئات من دخول الدماغ1،2،3،4 ، اعتمادا على حجمها ، ومحبة الدهون5 ، وتوافر آلية نقل نشطة2.
هذا الحاجز الوقائي مفيد للتنظيم الفعال لتوازن الدماغ المعقد وصحة الجهاز العصبيالمركزي 4،6. ومع ذلك ، فإنه يجعل من الصعب أيضا توصيل الأدوية لعلاج الالتهابات في الدماغ أو أمراض الجهاز العصبي المركزيالأخرى 4،7. بصرف النظر عن تعطيل BBB باستخدام مجموعة متنوعة من الطرق8،9 ، فإن النهج الأساسي للتحايل على BBB هو توصيل الدواء مباشرة إلى الدماغ عن طريق إطلاقه في السائل الدماغي النخاعي (CSF) 4. على الرغم من أنها ممارسة جراحية نسبيا ، فقد تم استخدامها بنجاح لتقديم العلاجات المستهدفة للمرضى المختبر. في البشر ، يمكن توصيل الأدوية إلى الجهاز داخل البطين أو السائل الدماغي النخاعي ثم أخذ عينات منها لاحقا باستخدام خزان Ommaya ، وهو خزان موجود تحت فروة الرأس ، متصل بقسطرة يتم إدخالها في البطين الجانبي10،11. تم إنشاء تقنيات مماثلة في المختبر مثل القوارض لتحقيق أهداف مماثلة. تم زرع مضخات التناضح الدقيق في الفئران12،13،14،15 والجرذان16،17 لتوصيل الدواء المستمر إلى الجهاز البطيني أو حمة الدماغ. بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء الحقن المباشر داخل المخ البطيني في الفئران المخدرة باستخدام إبرة يمكن التخلصمنها 18،19 والجرذان الواعية عبر قنية مزروعة جراحيا20،21،22،23. كان توصيل الأدوية إلى الجهاز العصبي المركزي طريقة لا تقدر بثمن لتعزيز الفهم في مختلفالمجالات 20،24،25،26،27،28.
تعد عدوى الجهاز العصبي المركزي أحد هذه المجالات التي تحتاج بشكل عاجل إلى علاجات جديدة وفهم معزز للعلاجات المضادة للعدوى الحالية. العدوى الجهاز العصبي المركزي التي تسببها البكتيريا سالبة الجرام المقاومة للأدوية المتعددة مثيرة للقلقبشكل خاص 7. Polymyxins هي المضادات الحيوية الأخيرة التي تستخدم بشكل متزايد لعلاج الالتهابات بسبب هذه "الجراثيم الخارقة"29. عندما يتم إعطاء البولي ميكسين عن طريق الوريد وفقا لإرشادات الجرعاتالحالية 30 ، يكون اختراقها في الجهاز العصبي المركزي منخفضا جدا ، بينما تزيد الجرعات العالية من خطر السمية الكلوية. لذلك ، فإن العلاج بالبولي ميكسين عن طريق الوريد قليل الفائدة لعلاج التهابات الجهاز العصبيالمركزي 7. يعد إنشاء نظام جرعات آمن وفعال لتوصيل البولي ميكسين إلى الجهاز العصبي المركزي حاجة طبية ملحة لم تتم تلبيتها31،32،33. لذلك ، تم إنشاء البروتوكول الحالي ووصفه مع التركيز على حقن المضادات الحيوية مباشرة في السائل الدماغي النخاعي للفئران. ومع ذلك ، يمكن استخدامه لإدارة أي دواء غير سام للأعصاب وحيث يمكن إعطاء التركيزات العلاجية بكميات صغيرة (على سبيل المثال ، ما يصل إلى 10 ميكرولتر في الفئران). يمكن أيضا تعديل التقنيات الموصوفة لاستهداف مناطق مختلفة من الدماغ وتقديم حقن متعددة.
يقدم البروتوكول الحالي تقنية جراحة وحقن مباشرة تسمح بكفاءة الحركية الدوائية وتوزيع الأدوية بعد العلاج بفيروس المضافة المضافة. تتضمن الجراحة زرع قنية إرشادية. نظرا لأنه إجراء أقل توغلا من زرع مضخة تناضحية دقيقة12،13،14،15،16،17 ، فهذا خيار متقدم مناسب للإعطاء قصير المدى للأدوية في السائل الدماغي النخاعي. تم تبسيط هذا البروتوكول ويمكن أن ينتج معدلات بقاء عالية جدا وأوزان ثابتة للجسم بعد 24 ساعة من الجراحة ، وهو تحسن مقارنة بالطرق الحالية34. بعد الجراحة ، تلقت الفئران الواعية إما حقنة يدوية للجرعة ICV أو توصيل أبطأ باستخدام مضخة دقيقة لخفض تركيزات الذروة في البلازما. في الوقت نفسه ، يمكنهم التحرك بحرية في قفصهم. لإنشاء أنظمة جرعات دوائية آمنة وفعالة ، تم بعد ذلك استخدام عينات من السائل الدماغي النخاعي ، والدماغ ، والحبل الشوكي ، والكلى ، والبلازما ، وما إلى ذلك ، لدراسة الحركية الدوائية وتوزيع الأدوية بعد إعطاء داخل المخ البطيني (ICV). يمكن أيضا التحقيق في توزيع الأدوية بصريا ، على سبيل المثال ، باستخدام الكيمياء المناعية أو التصوير الكيميائي الكتلي بالامتصاص بالليزر / التأين بمساعدة المصفوفة (MALDI-MSI). إذا لزم الأمر ، يمكن زرع قنية ثنائية ، على سبيل المثال ، لحقن الأدوية التي من شأنها أن توزع من جانب واحد في نصفي الكرة الأرضية.